WO2022259545A1 - 電動機速度制御装置及び電動機速度制御方法 - Google Patents

電動機速度制御装置及び電動機速度制御方法 Download PDF

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WO2022259545A1
WO2022259545A1 PCT/JP2021/022390 JP2021022390W WO2022259545A1 WO 2022259545 A1 WO2022259545 A1 WO 2022259545A1 JP 2021022390 W JP2021022390 W JP 2021022390W WO 2022259545 A1 WO2022259545 A1 WO 2022259545A1
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WO
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speed
ωfbk
fft analysis
value
detection value
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Application number
PCT/JP2021/022390
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English (en)
French (fr)
Inventor
聡一朗 市川
雅史 中村
拓巳 伊藤
Original Assignee
東芝三菱電機産業システム株式会社
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators
    • H02P6/16—Circuit arrangements for detecting position
    • H02P6/17—Circuit arrangements for detecting position and for generating speed information

Definitions

  • Embodiments of the present invention relate to a motor speed control device and a motor speed control method.
  • a rotary encoder detects the mechanical position of a rotating body such as the rotor of an electric motor (hereinafter simply referred to as the position of the rotor of the electric motor) and outputs a pulse train indicating the position.
  • the motor speed control device controls the speed of the motor using the rotor speed (called speed detection value) based on the pulse train output by the rotary encoder as the feedback value, the speed control of the motor sometimes becomes unstable. .
  • An object of the present invention is to provide a motor speed control device and a motor speed control method that improve stability so as not to affect the responsiveness of motor speed control using the detection result of a rotary encoder as a feedback value.
  • the motor speed control device of the embodiment includes a rotor speed calculator, an FFT analysis processor, a speed compensation calculator, and a speed controller.
  • the rotor speed calculator calculates a speed detection value ⁇ FBK, which is an index indicating the speed of the rotor of the electric motor, based on a pulse train in a signal output by a rotary encoder connected to the shaft of the electric motor.
  • the FFT analysis processing section performs FFT analysis of the speed detection value ⁇ FBK and outputs the result of the FFT analysis.
  • the speed compensation calculation unit compensates the speed detection value ⁇ FBK during the constant speed operation period based on the result of FFT analysis of the speed detection value ⁇ FBK during the constant speed operation period.
  • the estimated value of the rotation speed of the electric motor is generated, and the estimated value of the rotation speed of the electric motor is used without compensating the detected speed value ⁇ FBK outside the constant speed operation period.
  • the speed control unit controls the speed of the electric motor so as to reduce a deviation between a speed command value for speed control of the electric motor and an estimated value of the rotational speed.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a motor drive system including an electric motor speed control device according to an embodiment
  • FIG. 4 is a flowchart of speed estimation control based on application conditions of the embodiment
  • 4 is a flowchart of speed estimation control based on application conditions of the embodiment
  • 4 is a diagram for explaining output signals of the rotary encoder of the embodiment
  • FIG. FIG. 5 is a diagram for explaining the result of FFT analysis processing of the velocity feedback signal shown in FIG. 4
  • FIG. 6 is a diagram for explaining compensation of the speed detection value ⁇ FBK using the FFT analysis result shown in FIG. 5
  • FIG. 6 is a diagram for explaining compensation of the speed detection value ⁇ FBK using the FFT analysis result shown in FIG. 5
  • FIG. 5 is a diagram for explaining compensation of the speed detection value ⁇ FBK using the FFT analysis result shown in FIG. 5;
  • FIG. 5 is a diagram for explaining compensation of the speed detection value ⁇ FBK using the FFT analysis result shown in FIG. 5;
  • FIG. 4 is a diagram for explaining compensation of the speed detection value ⁇ FBK according to the embodiment;
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the rotation period and the target range of FFT analysis processing in the first modified example of the embodiment; 9 is a flowchart of processing for determining a target range of FFT analysis according to the first modification of the embodiment;
  • FIG. 9 is a diagram for explaining the relationship between the rotation period and the target range of FFT analysis processing in the first modified example of the embodiment;
  • XX and YY are arbitrary elements (for example, arbitrary information).
  • An “inverter” is a power converter that outputs alternating current, and includes, for example, a DC/AC converter.
  • a “motor” is a rotating electric machine such as an induction motor driven by AC power, and is hereinafter simply referred to as a motor. "Motor rotation speed” is sometimes simply referred to as "motor speed”.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating a motor drive system 1 including an electric motor speed control device according to an embodiment.
  • the motor drive system 1 comprises a motor speed controller 10 .
  • a motor speed control device 10 (shown as CONTROL CIRCUIT in FIG. 1) is connected to a motor 2 (shown as M in FIG. 1) and a rotary encoder 2A (shown as SS in FIG. 1). .
  • the motor speed control device 10 controls the motor 2 so that the actual speed of the motor 2 detected by the rotary encoder 2A matches the separately supplied speed command value.
  • the motor 2 has a plurality of windings, and each winding is connected to the output of an inverter 8, which will be described later.
  • Inverter 8 is an example of a power converter.
  • the inverter 8 converts DC power supplied from a DC power supply 20 (denoted as DC in the drawing) to drive the motor 2 .
  • DC in the drawing DC power supply 20
  • the motor 2 rotates due to electromagnetic action.
  • the shaft of the motor 2 is mechanically connected to the shaft of the rotary encoder 2A, and as the shaft of the motor 2 rotates, the shaft of the rotary encoder 2A interlocks and rotates.
  • the motor speed controller 10 is a controller for the inverter 8 that drives the motor 2 .
  • the motor speed control device 10 includes a phase speed detector 3, a rotational speed estimator 4, a speed controller 5, a current controller 6, and a PWM controller 7 (PWM in the figure).
  • the speed control unit 5, the current control unit 6, and the PWM control unit 7 are examples of control units.
  • the phase velocity detector 3 is an example of a rotor velocity calculator.
  • the speed control unit 5 multiplies the speed deviation between the speed command value and the speed estimated value of the motor 2 by a predetermined speed response gain to generate a driving torque command value.
  • a speed command value is supplied from a host controller such as a programmable controller (PLC).
  • PLC programmable controller
  • the current control unit 6 is connected to the output of the speed control unit 5.
  • the current control unit 6 outputs a control amount generated according to the difference between the drive torque command value supplied from the speed control unit 5 and the torque current component supplied to the motor 2 .
  • the PWM control section 7 is connected to the output of the current control section 6, and the output is connected to the inverter 8.
  • the PWM control unit 7 controls the inverter 8 by PWM control. Thereby, the PWM control part 7 can drive the motor 2 by PWM control.
  • the PWM control unit 7 preferably outputs a voltage for driving the motor 2 in accordance with the control amount generated by the current control unit 6 to allow a desired current to flow through the windings of the motor 2 .
  • the wiring connected to the output of the inverter 8 may be provided with a current transformer for detecting the phase current of each phase.
  • the current transformer may be provided in at least two-phase wiring among the wiring for each phase of the three-phase alternating current.
  • the current control unit 6 may perform current control based on the instantaneous value of the phase current detected by the current transformer.
  • the input of the phase velocity detector 3 is connected to the output of the rotary encoder 2A.
  • the phase velocity detector 3 counts the pulses included in the signal output from the rotary encoder 2A and generates a velocity detection value ⁇ FBK based on the counting result.
  • a velocity detection value ⁇ FBK A more specific example of the method of generating the speed detection value ⁇ FBK will be described later (see FIG. 4). Note that the speed detection value ⁇ FBK is used as so-called speed feedback.
  • the rotation speed estimation unit 4 includes, for example, an FFT analysis processing unit 41 (description in the figure is FFT analysis) and a speed compensation calculation unit 42 .
  • the FFT analysis processing unit 41 performs FFT analysis of the speed detection value ⁇ FBK using discrete time data based on the detection result of the rotary encoder 2A.
  • the input of the FFT analysis processing unit 41 is connected to the output of the phase velocity detection unit 3.
  • the FFT analysis processing unit 41 acquires the data of the speed detection value ⁇ FBK output from the phase speed detection unit 3, and performs FFT (Fast Fourier Transform) on the data of the speed detection value ⁇ FBK that indicates the speed in the time domain. ) analysis transforms it into data representing frequency components in the frequency domain.
  • the data of the speed detection value ⁇ FBK is, for example, discrete-time data that is primarily held.
  • the FFT analysis processing unit 41 may be, for example, an FFT analyzer, or hardware capable of performing arithmetic processing equivalent to or similar to that of the FFT analyzer.
  • the number of pieces of time domain data used for analysis by the FFT analysis processing unit 41, that is, the length of the time window may be determined in advance, or may be determined according to the required accuracy of the frequency domain analysis result. .
  • the speed detection value ⁇ FBK is an ideal state in which the motor 2 is rotating at a constant speed
  • the value in that time domain will be a constant value. Therefore, from the result of the FFT analysis for the speed detection value ⁇ FBK in the usable state, only the DC component is detected, and frequency components other than the DC component are not detected.
  • the speed detection value ⁇ FBK in the ideal state as described above may not be obtained, and the value of the speed detection value ⁇ FBK in the time domain may fluctuate. In such a case, frequency components other than DC components that should not be detected are detected in the result of the FFT analysis. Such fluctuations occurring in the speed detection value ⁇ FBK in the time domain may affect the stability of constant speed control of the motor 2 .
  • the component superimposed on the speed detection value ⁇ FBK during the period in which the motor 2 is rotating at a constant speed is regarded as noise (disturbance), and feedforward compensation is performed based on this component to eliminate the above component.
  • noise disurbance
  • the speed compensation calculation unit 42 uses the time domain data based on the FFT analysis result (frequency domain data) by the FFT analysis processing unit 41 and the speed detection value ⁇ FBK data (time domain data) to calculate the motor Generate an estimate of the rotational speed of 2 and output it.
  • An inverse FFT analysis technique may be used to generate time domain data from the FFT analysis results (frequency domain data).
  • the speed compensation calculation unit 42 performs inverse FFT analysis on the AC component of the FFT analysis result (frequency domain data) by the FFT analysis processing unit 41, and obtains time domain data based thereon.
  • the speed compensation calculation unit 42 includes a compensation calculation unit 421 (the description in the drawing is "compensation") and an adder 422.
  • the input of the speed compensation calculation unit 42 (input of the compensation calculation unit 421) is connected to the output of the rotary encoder 2A and the output of the FFT analysis processing unit 41 via the phase speed detection unit 3.
  • the output of compensation calculator 421 is connected to the first input of adder 422 .
  • a second input of adder 422 is connected to the output of phase velocity detector 3 .
  • the adder 422 adds the calculation result of the compensation calculator 421 supplied to its first input and the velocity detection value ⁇ FBK output by the phase velocity detector 3 and supplied to its second input.
  • the speed compensation calculation unit 42 generates an estimated value of the rotation speed of the motor 2 using the speed detection value ⁇ FBK supplied from the phase speed detection unit 3 and the FFT analysis result of the FFT analysis processing unit 41. do.
  • the FFT analysis processing unit 41 generates an amplitude spectrum of the detected speed value ⁇ FBK and a phase spectrum of the detected speed value ⁇ FBK as a result of FFT analysis of the detected speed value ⁇ FBK.
  • the FFT analysis processing unit 41 extracts amplitude components for each frequency of the detected speed value ⁇ FBK based on the amplitude spectrum of the detected speed value ⁇ FBK.
  • the FFT analysis processing unit 41 may extract the phase component for each frequency of the speed detection value ⁇ FBK based on the phase spectrum of the speed detection value ⁇ FBK. For example, by specifying a frequency, the FFT analysis processing unit 41 can calculate the phase component of the signal of that frequency.
  • the rotation speed estimator 4 can generate an estimated value of the rotation speed of the motor 2 by correcting the detected speed value ⁇ FBK based on the amplitude spectrum and phase spectrum.
  • the frequency component of a signal having a specific frequency is a signal component within a predetermined frequency width range with the specific frequency as the center frequency.
  • the above “extract” may be replaced with “calculate” or “generate”.
  • the compensation calculator 421 of the speed compensation calculator 42 calculates the magnitude of a specific frequency component in the amplitude spectrum based on the amplitude spectrum.
  • Compensation calculator 421 of velocity compensation calculator 42 calculates phase information of a specific frequency component with respect to a reference phase based on the phase spectrum.
  • a compensation calculation unit 421 of the speed compensation calculation unit 42 generates a speed compensation amount based on the magnitude of the specific frequency component and the phase information of the specific frequency component.
  • the speed compensation calculator 42 adder 422 preferably corrects the speed detection value ⁇ FBK using the speed compensation amount, and generates the correction result as the estimated value of the rotation speed of the motor 2 .
  • the motor speed control device 10 includes a processor such as a CPU, for example, and the processor executes a predetermined program to control the rotational speed estimator 4, the speed controller 5, the current controller 6, the PWM controller 7, and the like. A part or all of the functions of may be realized, or the above may be realized by a combination of electrical circuits.
  • the electric motor speed control device 10 may use a storage area of an internal storage unit to perform transfer processing of each data and arithmetic processing for analysis by execution of a predetermined program by a processor.
  • FIG. 2 is a flowchart of speed estimation control based on the application condition (first application condition) of the embodiment.
  • the user After installing the motor 2 and the rotary encoder 2A, the user locks the shaft of the rotary encoder 2A to the shaft of the motor 2 so that the rotation of the rotary encoder 2A is interlocked with the rotation of the shaft of the motor 2. At this stage, the positional relationship between the motor 2 and the rotary encoder 2A is adjusted so that the deviation is not small.
  • the speed control unit 5 starts operation according to the speed command (speed command value) (step S11).
  • the speed control unit 5 determines whether or not the estimated speed value of the motor 2 has reached the speed of the speed command (speed command value) (step S12), and the estimated speed value reaches the speed of the speed command value. Until, the process of step S12 is repeated.
  • the FFT analysis processing unit 41 performs FFT analysis on the detected speed value ⁇ FBK (step S13), and determines the detected speed value ⁇ FBK. Get frequency, amplitude, and phase information.
  • the speed compensation calculator 42 generates an anti-phase signal of frequency components other than the 0th-order component, that is, the DC component (step S16), and converts the anti-phase signal to the speed detection value ⁇ FBK (described in the figure as “speed feedback ”.) (step S17), and the series of processing ends.
  • the anti-phase signals are signals generated from frequency components other than the DC component in the amplitude spectrum, the signal level of which exceeds a predetermined value. Thereby, the phase can be adjusted for each frequency component.
  • the rotational speed estimator 4 can obtain the As phase information, it is possible to use phase information of the superimposed signal components. Thereby, the rotation speed estimator 4 can estimate the estimated value of the rotation speed of the motor 2 based on the detected speed value ⁇ FBK.
  • FIG. 3 is a flowchart of speed estimation control based on the application condition (second application condition) of the embodiment.
  • the speed control unit 5 starts operation according to the speed command (speed command value) (step S11).
  • the speed control unit 5 determines whether or not the estimated speed value of the motor 2 has reached the speed of the speed command (speed command value) (step S12), and the estimated speed value reaches the speed of the speed command value. Until, the process of step S12 is repeated.
  • the FFT analysis processing unit 41 performs FFT analysis on the detected speed value ⁇ FBK (step S13).
  • the FFT analysis processing unit 41 acquires frequency and amplitude information of the speed detection value ⁇ FBK through this FFT analysis.
  • the speed compensation calculator 42 sets the initial value of the phase (step S14).
  • the initial value of phase may be zero.
  • the speed compensation calculator 42 generates an anti-phase signal of frequency components other than the 0th-order component, that is, the DC component (step S16), and converts the anti-phase signal to the speed detection value ⁇ FBK (described in the figure as “speed feedback ”.) (step S17) to generate an estimated speed value ⁇ FBKE.
  • the motor speed control device 10 controls the motor 2 using the estimated speed value ⁇ FBKE.
  • the FFT analysis processing unit 41 repeatedly performs FFT analysis and acquires information on the frequency and amplitude of the speed detection value ⁇ FBK. Based on the result of the FFT analysis of the detected speed value ⁇ FBK, the FFT analysis processing unit 41 determines whether or not the amplitude spectrum of the detected speed value ⁇ FBK in the result of the FFT analysis performed again indicates the value of the 0th order component. Determine (step S18).
  • the speed compensation calculation unit 42 adds a predetermined amount ( ⁇ T) to the phase value ⁇ of the reverse phase signal. , by updating the phase of the reversed-phase signal, the processing from step S16 is repeated. As a result, the phase of the reversed-phase signal changes by a predetermined amount ( ⁇ T).
  • the speed compensation calculator 42 generates an anti-phase signal using the updated phase value, adds the anti-phase signal to the detected speed value ⁇ FBK in the same procedure as above, and generates an estimated speed value ⁇ FBKE. do. As a result, the motor speed control device 10 controls the motor 2 using the estimated speed value ⁇ FBKE.
  • the speed compensation calculation unit 42 maintains the phase value ⁇ of the reverse phase signal to generate the reverse phase signal, and performs the same procedure as above. Then, the reverse phase signal is added to the speed detection value ⁇ FBK to generate the speed estimation value ⁇ FBKE. As a result, the motor speed control device 10 controls the motor 2 using the estimated speed value ⁇ FBKE.
  • the rotational speed estimator 4 repeats the phase shift to detect the optimum phase. Information on the phase of the superimposed signal component can be used. Thereby, the rotation speed estimator 4 can estimate the speed of the motor 2 based on the speed detection value ⁇ FBK. Either the first application condition or the second application condition is applied to the rotational speed estimator 4 .
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the output signal of the rotary encoder 2A of the embodiment.
  • a set of an A pulse shown in the upper stage and a B pulse shown in the middle stage is an example of a two-phase pulse that is the output signal of the rotary encoder 2A.
  • Both the A pulse and the B pulse include a pulse train in which a plurality of rectangular pulses are repeated. Each pulse in this pulse train is repeated with a period that varies according to the speed of the motor 2 . For example, the period at which each pulse in the pulse train is generated is equal if the rotational speed is constant. Note that the DUTY in each cycle is generally a predetermined value regardless of the rotation speed.
  • the phase relationship between the A pulse and the B pulse is such that the mutual phase difference is 90°. In the state shown in this figure, the B pulse is delayed by 90° with respect to the A pulse.
  • the phase velocity detector 3 detects the change points of the A and B pulses output from the rotary encoder 2A and counts the change points. As a result, when the change points of the A pulse and the B pulse are detected while rotating in the same direction, the count value monotonically increases.
  • This counting method is a counting method capable of increasing the detection accuracy of the angle (position) as compared with the method of counting the changing points of one pulse train. This method is an example and is not limited to this.
  • the number of change points counted during one rotation of the motor 2 when the A pulse is detected 256 times per rotation of the motor 2. is 1024 times as shown in the following equation (1).
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the result (amplitude spectrum) of FFT analysis processing of the velocity feedback signal shown in FIG.
  • the waveform shown in FIG. 5 shows the amplitude spectrum against frequency (horizontal axis).
  • the waveforms shown in FIG. 5 and subsequent figures are obtained when the rotational speed of the motor 2 is 10 revolutions per second (motor frequency is 10 (Hz)).
  • FIG. 5 shows an example of a feedback signal based on the speed measurement values shown in FIG.
  • the detected value of the rotational speed ⁇ rm of the motor 2 indicated by the speed feedback signal indicates a quantized value.
  • values below 240 (rpm) and values above 350 (rpm) randomly occur around values below about 300 (rpm).
  • this waveform is in the state where the motor 2 is under constant speed control as described above, it contains quantization noise as shown.
  • (b) in FIG. 5 shows an amplitude spectrum that is the result of FFT analysis of the detected value of the rotation speed ⁇ rm of the motor 2 shown in (a) above.
  • the scale of the vertical axis of (b) in FIG. 5 is changed to emphasize a range of relatively low levels in the amplitude spectrum.
  • the level of the DC component is detected to be relatively large, and the frequency components of a level smaller than this are distributed over different frequencies. can be confirmed.
  • the reduction of the frequency component TF shown in (c) of FIG. 5 will be described. This frequency component TF is 40 (Hz), which is four times the rotational speed of the motor 2 (motor frequency).
  • FIG. 6 and 7 are diagrams for explaining the compensation of the speed detection value ⁇ FBK using the FFT analysis results shown in FIG.
  • the waveform shown in (a) in FIG. 6 is the waveform of a signal created based on a specific frequency component in the amplitude spectrum shown in (c) in FIG. This waveform reproduces the lowest frequency component TF in the amplitude spectrum shown in FIG. 5(c) as a time domain waveform.
  • the waveform shown in (b) in FIG. 6 is obtained by changing the polarity of the waveform in the time domain shown in (a) in FIG. ) is added to the waveform in the time domain shown in FIG.
  • the waveform shown in (b) of FIG. 6 has fluctuations in the DC component compared with the waveform shown in (a) of FIG. 5 .
  • (c) in FIG. 6 shows the amplitude spectrum of the result of FFT analysis of the waveform shown in (b) in FIG. Comparing the amplitude spectrum of (c) in FIG. 6 with the amplitude spectrum of (c) in FIG. 5, it can be seen that the magnitude of the frequency component TF is at an unobservable level. Note that there is no significant difference in frequency components other than the frequency component TF.
  • FIG. 7(a) shows an amplitude spectrum obtained by adding all of the frequency components extracted as processing targets.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining compensation of the speed detection value ⁇ FBK of the embodiment. 8, (a) shows the rotational speed ⁇ rm of the motor 2, (b) shows the detected speed value ⁇ FBK, and (c) shows the estimated speed value ⁇ FBKE which is the corrected detected speed value. show.
  • the rotation speed ⁇ rm of the motor 2 increases accordingly.
  • the FFT analysis processing section 41 performs FFT analysis processing.
  • the speed detection value ⁇ FBK is sampled at a predetermined cycle by the FFT analysis processing unit 41, digitized, and temporarily stored in the storage unit.
  • the data of the speed detection value ⁇ FBK contains quantization noise as described above. When this is shown as a waveform in (b) of FIG. 8, the waveform line is drawn thick due to the quantization noise.
  • the FFT analysis processing unit 41 reads the data of the speed detection value ⁇ FBK for a predetermined period from the storage unit and performs FFT analysis processing on this.
  • FFT analysis processing is performed from time t1 to time t2.
  • the speed detection value ⁇ FBK is not compensated. This situation continues until time t2.
  • an anti-phase signal is generated for each frequency component that cancels each frequency component shown in the amplitude spectrum of the analysis result.
  • the amplitude and the phase with respect to the reference phase are determined for the anti-phase signals of each of these frequency components.
  • the speed compensation calculator 42 adjusts the phase of the negative phase signal of each frequency component with respect to the reference phase, and adds each negative phase signal to the detected speed value ⁇ FBK.
  • the velocity compensation calculation unit 42 adjusts the phase of the anti-phase signal of each frequency component with respect to the reference phase, and adds each anti-phase signal to the velocity detection value ⁇ FBK.
  • the velocity detection value ⁇ FBK By applying the above reversed-phase signal to the speed detection value ⁇ FBK, the pulse-like change and the offset contained in the speed detection value ⁇ FBK are canceled, and the superimposed noise level is reduced.
  • the phase velocity detector 3 detects the velocity, which is an index indicating the velocity of the rotor of the motor 2, based on the pulse train in the signal output by the rotary encoder 2A connected to the shaft of the motor 2. Calculate the value ⁇ FBK.
  • the FFT analysis processing unit 41 performs FFT analysis of the speed detection value ⁇ FBK and outputs the result of the FFT analysis.
  • the speed compensation calculation unit 42 compensates the speed detection value ⁇ FBK during the constant speed operation period based on the FFT analysis result of the speed detection value ⁇ FBK during the constant speed operation period, thereby increasing the speed of the motor 2 during the constant speed operation period. Generate an estimate of the rotational speed.
  • the speed compensation calculator 42 uses the estimated value of the rotational speed of the motor 2 without compensating the detected speed value ⁇ FBK outside the constant speed operation period.
  • the speed control unit 5 controls the speed of the motor 2 so as to reduce the deviation between the speed command value for speed control of the motor 2 and the estimated value of the rotation speed.
  • the motor speed control device 10 can improve the stability so as not to affect the responsiveness of the motor speed control using the detection result of the rotary encoder as the feedback value.
  • the FFT analysis processing unit 41 may determine the period for extracting the data of the speed detection value ⁇ FBK as the target of the FFT analysis without relating it to the position of the rotor.
  • the phase velocity detector 3 may be configured to acquire two-phase pulse trains having a phase difference of 90 degrees from each other and calculate the velocity detection value ⁇ FBK based on the timing extracted from the two-phase pulse trains.
  • the FFT analysis processing unit 41 generates an amplitude spectrum of the speed detection value ⁇ FBK and a phase spectrum of the speed detection value ⁇ FBK as a result of the FFT analysis. Accordingly, the speed compensation calculator 42 preferably corrects the detected speed value ⁇ FBK based on the amplitude spectrum and the phase spectrum to generate the estimated value of the rotational speed.
  • the speed compensation calculator 42 calculates the frequency of a specific frequency component related to the rotation speed of the rotary encoder and the magnitude of the specific frequency component based on the amplitude spectrum.
  • the speed compensation calculation unit 42 calculates phase information of a specific frequency component based on the phase spectrum.
  • a speed compensation calculator 42 generates a speed compensation amount based on the magnitude of a specific frequency component and the phase information of the specific frequency component.
  • the speed compensation calculator 42 preferably corrects the detected speed value ⁇ FBK using the speed compensation amount, and generates the correction result as the estimated value of the rotational speed.
  • FIG. 9 and 11 are diagrams for explaining the relationship between the rotation period and the target range of FFT analysis in the first modified example of the embodiment.
  • the table shown in FIG. 9 shows the relationship between the rotation period and the target range of FFT analysis.
  • the target range of the FFT analysis processing of this embodiment is adjusted according to the rotation period.
  • the rotation period T is ranked according to its size.
  • a target range W of FFT analysis processing suitable for each rank is determined and tabulated.
  • it is defined so that the target range Wk of the FFT analysis process having an appropriate length is applied to the rotation period Tk of a specific rank.
  • FIG. 11 illustrates sets of rotation periods and FFT analysis target ranges that take different values.
  • Rotation period Ta shown in FIG. 11(a) is longer than rotation period Tb shown in FIG. 11(b).
  • the rotation speed estimator 4 determines the length of the target range Wk (k is a natural number) of FFT analysis processing. is set to be two to three times the rotation period. For example, when the motor 2 rotates once per second, the rotation period is 1 second, and the length of the target range Wk of the FFT analysis process at that time is adjusted to 2 to 3 seconds.
  • the rotation speed estimator 4 preferably adjusts the length of the target range Wk of the FFT analysis process dynamically as the rotation speed is changed by the speed command value.
  • FIG. 10 is a flowchart of processing for determining the target range of FFT analysis according to the first modification of the embodiment.
  • the rotation speed estimator 4 detects the rotation period based on, for example, the speed command value (step S31).
  • the rotational speed estimator 4 determines the period to be the target range of the FFT analysis process (step S32).
  • the table shown in FIG. 9 is referenced using the rotation period detected by the rotation speed estimator 4 as a key to obtain the length of the target range Wk of the FFT analysis process corresponding to the rotation period.
  • the FFT analysis processing unit 41 determines the number of data of the rotation speed ⁇ rm to be analyzed, and performs FFT analysis processing on these data.
  • the FFT analysis processing unit 41 adjusts the number of data of the speed detection value ⁇ FBK to be subjected to the FFT analysis in accordance with the length of the period during which the rotor of the motor 2 rotates once.
  • the length of the target range of analysis processing can be changed dynamically. The longer the target range of the FFT analysis process, the greater the number of data to be analyzed, and accordingly the granularity of the analysis result on the frequency axis becomes denser. As a result, it is possible to improve the accuracy of the estimated speed value ⁇ FBKE based on the detected speed value ⁇ FBK.
  • the FFT analysis processing unit 41 may identify the speed detection value ⁇ FBK at a predetermined cycle and determine the number of data to be subjected to FFT analysis using the identification result of the speed detection value ⁇ FBK.
  • the FFT analysis processing unit 41 identifies the speed detection value ⁇ FBK at a predetermined cycle, and calculates the speed value of the rotor of the motor 2 and the rotation period of the rotor of the motor 2 derived from the identification result of the speed detection value ⁇ FBK. and the speed detection value ⁇ FBK, the number of data of the identification result to be subjected to the FFT analysis may be determined.
  • the FFT analysis processing unit 41 identifies the speed detection value ⁇ FBK at a predetermined cycle.
  • the FFT analysis processing unit 41 selects from among the candidates for the determined number of data, identification of the speed detection value ⁇ FBK.
  • the number of data is determined based on the result, and the identification result of the speed detection value ⁇ FBK of the determined number of data is determined.
  • the FFT analysis processing unit 41 preferably performs FFT analysis on the identification result of the speed detection value ⁇ FBK determined according to the above procedure.
  • the FFT analysis processing unit 41 generates an amplitude spectrum of the speed detection value ⁇ FBK as a result of the FFT analysis.
  • the speed compensation calculator 42 should correct the detected speed value ⁇ FBK based on the amplitude spectrum and the adjusted phase to generate the estimated value of the rotational speed.
  • the speed compensation calculator 42 calculates a specific frequency component related to the rotation speed of the rotary encoder and the magnitude of the frequency component based on the amplitude spectrum.
  • the speed compensation calculator 42 adjusts the phase, generates a speed compensation amount based on the magnitude of the specific frequency component and the adjusted phase, and corrects the detected speed value ⁇ FBK using the speed compensation amount. , the result of the correction may be generated as an estimate of the rotational speed.
  • the FFT analysis processing unit 41 extracts desired data from the detected speed value ⁇ FBK exceeding the upper limit value of the detected speed value ⁇ FBK from the range up to the upper limit value of the target range of the predetermined detected speed value ⁇ FBK, FFT analysis may be performed on the extracted data.
  • FFT analysis may be performed on the extracted data.
  • Such modified techniques can be used.
  • the motor speed control device includes a rotor speed calculator, an FFT analysis processor, a speed compensation calculator, and a speed controller.
  • the rotor speed calculator calculates a detected speed value ⁇ FBK, which is an index indicating the speed of the rotor of the electric motor, based on the pulse train in the signal output by the rotary encoder connected to the shaft of the electric motor.
  • the FFT analysis processing section performs FFT analysis of the speed detection value ⁇ FBK and outputs the result of the FFT analysis.
  • the speed compensation calculation unit compensates the speed detection value ⁇ FBK during the constant speed operation period based on the result of FFT analysis of the speed detection value ⁇ FBK during the constant speed operation period, so that the rotation speed of the electric motor during the constant speed operation period is is generated, and is used as the estimated value of the rotation speed of the motor without compensating the detected speed value ⁇ FBK outside the constant speed operation period.
  • the speed control unit controls the speed of the electric motor so as to reduce the deviation between the speed command value for controlling the speed of the electric motor and the estimated value of the rotational speed.

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Abstract

実施形態の電動機速度制御装置は、回転子速度算出部と、ＦＦＴ解析処理部と、速度補償演算部と、速度制御部とを備える。回転子速度算出部は、ロータリーエンコーダが出力する信号内のパルス列に基づいて、電動機の回転子の速度を示す指標である速度検出値ωFBKを算出する。ＦＦＴ解析処理部は、前記速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析の結果を出力する。速度補償演算部は、定速度運転期間中の前記速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析の結果に基づいて速度検出値ωFBKを補償することで、前記定速度運転期間中の前記電動機の回転速度の推定値を生成し、前記定速度運転期間外の場合には前記速度検出値ωFBKを電動機の回転速度の推定値にする。速度制御部は、前記電動機の速度指令値と前記回転速度の推定値との偏差が小さくなるように前記電動機の速度制御を実施する。

Description

電動機速度制御装置及び電動機速度制御方法
　本発明の実施形態は、電動機速度制御装置及び電動機速度制御方法に関する。
　ロータリーエンコーダは、電動機（モータ）の回転子などの回転体の機械的位置（以下、単に、電動機の回転子の位置という。）を検出して、その位置を示すパルス列を出力する。電動機速度制御装置は、ロータリーエンコーダが出力するパルス列に基づいた回転子速度（速度検出値という。）を帰還値に用いて電動機の速度制御を実施すると、電動機の速度制御が安定しないことがあった。
日本国特許特開２００４－６４８３３号公報
　本発明の目的は、ロータリーエンコーダの検出結果を帰還値に用いた電動機の速度制御の応答性に影響しないように安定性を高める電動機速度制御装置及び電動機速度制御方法を提供することである。
　実施形態の電動機速度制御装置は、回転子速度算出部と、ＦＦＴ解析処理部と、速度補償演算部と、速度制御部とを備える。前記回転子速度算出部は、電動機の軸に連結するロータリーエンコーダが出力する信号内のパルス列に基づいて、前記電動機の回転子の速度を示す指標である速度検出値ωFBKを算出する。前記ＦＦＴ解析処理部は、前記速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析を実施して、前記ＦＦＴ解析の結果を出力する。前記速度補償演算部は、定速度運転期間中の前記速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析の結果に基づいて前記定速度運転期間中の前記速度検出値ωFBKを補償することで、前記定速度運転期間中の前記電動機の回転速度の推定値を生成し、前記定速度運転期間外の場合には前記速度検出値ωFBKを補償することなく前記電動機の回転速度の推定値にする。前記速度制御部は、前記電動機の速度制御のための速度指令値と前記回転速度の推定値との偏差が小さくなるように前記電動機の速度制御を実施する。
実施形態に係る電動機速度制御装置を含むモータ駆動システムを例示するブロック図である。 実施形態の適用条件に基づいた速度推定制御のフローチャートである。 実施形態の適用条件に基づいた速度推定制御のフローチャートである。 実施形態のロータリーエンコーダの出力信号について説明するための図。 図４に示した速度フィードバック信号をＦＦＴ解析処理した結果を説明するための図。 図５に示したＦＦＴ解析の結果を用いた速度検出値ωFBKの補償について説明するための図。 図５に示したＦＦＴ解析の結果を用いた速度検出値ωFBKの補償について説明するための図。 実施形態の速度検出値ωFBKの補償について説明するための図。 実施形態の第１変形例の回転周期とＦＦＴ解析処理の対象範囲との関係を説明するための図。 実施形態の第１変形例のＦＦＴ解析の対象範囲を決定する処理のフローチャート。 実施形態の第１変形例の回転周期とＦＦＴ解析処理の対象範囲との関係を説明するための図。
　以下、実施形態の電動機速度制御装置及び電動機速度制御方法について、図面を参照して説明する。なお、図面は模式的又は概念的なものであり、各部の機能の配分などは、必ずしも現実のものと同一とは限らない。
　なお、本願明細書と各図において、同一又は類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。
　実施形態において「接続されている」とは、電気的に接続されていることを含む。「ＸＸに基づく」とは、「少なくともＸＸに基づく」ことを意味し、ＸＸに加えて別の要素に基づく場合も含み得る。「ＸＸに基づく」とは、ＸＸを直接に用いる場合に限定されず、ＸＸに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含み得る。「ＸＸ又はＹＹ」とは、ＸＸとＹＹのうち何れか一方の場合に限定されず、ＸＸとＹＹの両方の場合も含み得る。これは選択的要素が３つ以上の場合も同様である。「ＸＸ」及び「ＹＹ」は、任意の要素（例えば任意の情報）である。「インバータ」は、交流を出力する電力変換器であって、例えば、ＤＣ／ＡＣコンバータなどが含まれる。「電動機」は、交流電力によって駆動される誘導電動機などの回転電機のことであり、以下、単にモータと呼ぶ。「モータの回転速度」のことを単に「モータの速度」ということがある。
　（実施形態）
　図１は、実施形態に係る電動機速度制御装置を含むモータ駆動システム１を例示するブロック図である。例えば、モータ駆動システム１は、電動機速度制御装置１０を備える。
　電動機速度制御装置１０（図１中の記載はCONTROL CIRCUIT。）は、モータ２（図１中の記載はM。）、及びロータリーエンコーダ２Ａ（図１中の記載はSS。）に接続されている。電動機速度制御装置１０は、ロータリーエンコーダ２Ａによって検出されたモータ２の実際の速度が、別に供給される速度指令値に一致するように、モータ２を制御する。
　モータ２は、複数の巻線を備え、各巻線が、後述するインバータ８の出力に接続されている。インバータ８は、電力変換器の一例である。例えばインバータ８は、直流電源２０（図中にＤＣと記載。）から供給される直流電力を変換して、モータ２を駆動させる。例えば、インバータ８からの交流が各巻線に流れると、電磁的な作用によりモータ２が回転する。例えば、モータ２の軸には、ロータリーエンコーダ２Ａの軸が機械的に連結されていて、モータ２の軸の回転に応じてロータリーエンコーダ２Ａの軸が連動して回転する。
　例えば、電動機速度制御装置１０は、モータ２を駆動するインバータ８の制御装置である。
電動機速度制御装置１０は、位相速度検出部３と、回転速度推定部４と、速度制御部５と、電流制御部６と、ＰＷＭ制御部７（図中の記載はＰＷＭ。）とを含む。なお、速度制御部５と、電流制御部６と、ＰＷＭ制御部７は、制御部の一例である。位相速度検出部３は、回転子速度算出部の一例である。
　速度制御部５は、速度指令値とモータ２の速度推定値との速度偏差に所定の速度応答ゲインを乗じて駆動トルクの指令値を生成する。速度指令値は、例えばプログラマブルコントローラ（ＰＬＣ）等の上位制御装置から供給される。モータ２の速度推定値について後述する。
　電流制御部６は、速度制御部５の出力に接続されている。電流制御部６は、速度制御部５から供給される駆動トルクの指令値と、モータ２に供給されるトルク電流成分との差に応じて生成される制御量を出力する。
　ＰＷＭ制御部７は、電流制御部６の出力に接続され、出力がインバータ８に接続されている。ＰＷＭ制御部７は、ＰＷＭ制御によってインバータ８を制御する。これにより、ＰＷＭ制御部７は、ＰＷＭ制御によってモータ２を駆動させることができる。ＰＷＭ制御部７は、電流制御部６によって生成された制御量に応じてモータ２を駆動する電圧を出力して、所望の電流をモータ２の巻線に流すとよい。
　例えば、インバータ８の出力に接続される配線には、各相の相電流を夫々検出する変流器が設けられていてもよい。変流器は、３相交流の各相の配線のうち少なくとも２相の配線に設けられていてもよい。電流制御部６は、変流器によって検出された相電流の瞬時値に基づいて電流制御を実施してもよい。
　位相速度検出部３の入力は、ロータリーエンコーダ２Ａの出力に接続されている。位相速度検出部３は、ロータリーエンコーダ２Ａから出力される信号に含まれるパルスを計数して、この計数結果に基づいて速度検出値ωFBKを生成する。速度検出値ωFBKの生成方法のより具体的な事例について後述する（図４参照）。なお、速度検出値ωFBKは、いわゆる速度フィードバックとして利用される。
　回転速度推定部４は、例えば、ＦＦＴ解析処理部４１（図中の記載はＦＦＴ解析。）と、速度補償演算部４２とを備える。
　ＦＦＴ解析処理部４１は、ロータリーエンコーダ２Ａの検出結果に基づいた離散時間データを用いて速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析を実施する。
　例えば、ＦＦＴ解析処理部４１の入力は、位相速度検出部３の出力に接続されている。ＦＦＴ解析処理部４１は、位相速度検出部３から出力される速度検出値ωFBKのデータを取得して、時間領域の速度を示す速度検出値ωFBKのデータを、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform、高速フーリエ変換）解析により、周波数領域の周波数成分を示すデータに変換する。速度検出値ωFBKのデータは、例えば１次ホールドされる離散時間系のデータである。ＦＦＴ解析処理部４１は、例えば、ＦＦＴアナライザであってもよく、ＦＦＴアナライザと同等の又は類似の演算処理を実施可能なハードウエアであってもよい。なお、ＦＦＴ解析処理部４１が解析に用いる時間領域のデータの個数、すなわち時間窓の長さは、予め定められていてもよく、又は周波数領域の解析結果の要求精度に応じて決定してよい。
　モータ２を定速度で回転している理想的な状態の速度検出値ωFBKであれば、その時間領域の値が一定値になる。そのため、上記の利用的な状態の速度検出値ωFBKに対するＦＦＴ解析の結果からは、直流成分のみが検出され、直流成分以外の周波数成分は検出されないことになる。
　ただし、何らかの要因が影響して、上記のような理想的な状態の速度検出値ωFBKが得られず、時間領域の速度検出値ωFBKの値に変動が生じることがある。このような場合、そのＦＦＴ解析の結果に、本来検出されるべきではない直流成分以外の周波数成分が検出される。このような時間領域の速度検出値ωFBKに生じる変動は、モータ２の定速度制御の安定性に影響することがある。
　そこで、モータ２を定速度で回転している期間の速度検出値ωFBKに重畳する成分をノイズ（外乱）とみなして、この成分に基づいたフィードフォワード型の補償を実施することによって上記の成分を低減させることで、モータ２の定速度制御の安定性をより高めることができる。
　速度補償演算部４２は、ＦＦＴ解析処理部４１によるＦＦＴ解析の結果（周波数領域のデータ）に基づいた時間領域のデータと、速度検出値ωFBKのデータ（時間領域のデータ）とを用いて、モータ２の回転速度の推定値を生成して、これを出力する。ＦＦＴ解析の結果（周波数領域のデータ）から時間領域のデータの生成には、逆ＦＦＴ解析の手法を利用してもよい。速度補償演算部４２は、ＦＦＴ解析処理部４１によるＦＦＴ解析の結果（周波数領域のデータ）の交流成分に対して、逆ＦＦＴ解析を実施して、これに基づいた時間領域のデータを得る。
　例えば、速度補償演算部４２は、補償演算部４２１（図中の記載は「補償」）と、加算器４２２とを備える。速度補償演算部４２の入力（補償演算部４２１の入力）は、位相速度検出部３を介してロータリーエンコーダ２Ａの出力とＦＦＴ解析処理部４１の出力とに接続されている。補償演算部４２１の出力は、加算器４２２の第１入力に接続されている。加算器４２２の第２入力は、位相速度検出部３の出力に接続されている。加算器４２２は、その第１入力に供給される補償演算部４２１の演算結果と、位相速度検出部３が出力して第２入力に供給される速度検出値ωFBKとを加算する。これにより、速度補償演算部４２は、位相速度検出部３から供給される速度検出値ωFBKと、ＦＦＴ解析処理部４１によるＦＦＴ解析の結果とを用いて、モータ２の回転速度の推定値を生成する。
　例えば、ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKに対するＦＦＴ解析の結果として、速度検出値ωFBKの振幅スペクトルと前記速度検出値ωFBKの位相スペクトルとを生成する。ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKの振幅スペクトルに基づいて、速度検出値ωFBKの各周波数に対する振幅成分を抽出する。ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKの位相スペクトルに基づいて、速度検出値ωFBKの各周波数に対する位相成分を抽出してもよい。例えば、ＦＦＴ解析処理部４１は、周波数を特定することにより、その周波数の信号の位相成分を算出できる。この場合、回転速度推定部４は、その振幅スペクトルと位相スペクトルとに基づいて、速度検出値ωFBKを補正して、モータ２の回転速度の推定値を生成することができる。なお、上記のように特定の周波数の信号の周波数成分とは、特定の周波数を中心周波数として、中心周波数を基準にした所定の周波数幅の範囲の信号成分のことである。上記の「抽出する」を「算出する」又は「生成する」に代えてもよい。
　例えば、速度補償演算部４２の補償演算部４２１は、振幅スペクトルに基づいて、振幅スペクトル中の特定の周波数成分の大きさとを算出する。速度補償演算部４２の補償演算部４２１は、上記の位相スペクトルに基づいて、基準の位相に対する特定の周波数成分の位相情報を算出する。速度補償演算部４２の補償演算部４２１は、特定の周波数成分の大きさと、特定の周波数成分の位相情報とに基づいた速度補償量を生成する。速度補償演算部４２加算器４２２は、その速度補償量を用いて、速度検出値ωFBKを補正して、その補正の結果を、モータ２の回転速度の推定値として生成するとよい。
　なお、電動機速度制御装置１０は、例えば、ＣＰＵなどのプロセッサを含み、プロセッサが所定のプログラムを実行することによって、回転速度推定部４、速度制御部５、電流制御部６、ＰＷＭ制御部７などの機能部の一部又は全部を実現してもよく、電気回路の組み合わせ（circuitry）によって上記を実現してもよい。電動機速度制御装置１０は、内部に備える記憶部の記憶領域を利用して各データの転送処理、及び解析のための演算処理を、プロセッサによる所定のプログラムの実行によって実行してもよい。
　図２を参照して、本実施形態の適用条件（第１の適用条件）の速度推定制御に係る処理について説明する。この速度推定制御に係る第１の適用条件は、ＦＦＴ解析により周波数、振幅、位相を取得できる場合である。図２は、実施形態の適用条件（第１の適用条件）に基づいた速度推定制御のフローチャートである。
　ユーザは、モータ２とロータリーエンコーダ２Ａを据え付けた後、モータ２の軸の回転にロータリーエンコーダ２Ａの回転が連動するように、モータ２の軸にロータリーエンコーダ２Ａの軸を係止した状態にする。この段階で、上記の偏差が小さくなくように、モータ２とロータリーエンコーダ２Ａの位置関係が調整される。
　速度制御部５は、速度指令（速度指令値）に従い運転を開始する（ステップＳ１１）。
　速度制御部５は、モータ２の速度推定値が、速度指令（速度指令値）の速度に到達したか否かを判定して（ステップＳ１２）、速度推定値が速度指令値の速度に到達するまで、ステップＳ１２の処理を繰り返す。速度推定値が速度指令値の速度に到達して定速度運転の制御状態になると、ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKに対するＦＦＴ解析を実施して（ステップＳ１３）、速度検出値ωFBKの周波数、振幅、位相の情報を取得する。
　速度補償演算部４２は、０次成分以外、すなわち直流成分以外の周波数成分の逆位相信号を生成して（ステップＳ１６）、その逆位相信号を速度検出値ωFBK（図中の記載は「速度フィードバック」。）に加算して（ステップＳ１７）、一連の処理を終える。なお、上記の逆位相信号は、振幅スペクトルの中で直流成分以外の所定値を超える信号レベルの周波数成分から夫々生成される信号であるとよい。これにより、周波数成分ごとに位相を調整できる。
　このように、ＦＦＴ解析の結果に基づいて、重畳している信号成分の位相の情報が得られることにより、回転速度推定部４は、速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析の結果に基づいて得られた位相の情報であって、重畳している信号成分の位相の情報を用いることができる。これにより、回転速度推定部４は、速度検出値ωFBKに基づいて、モータ２の回転速度の推定値を推定できる。
　図３を参照して、本実施形態の適用条件（第２の適用条件）の速度推定制御に係る処理について説明する。この速度推定制御に係る第２の適用条件は、ＦＦＴ解析により周波数、振幅を取得できて、位相を取得しない場合である。図３は、実施形態の適用条件（第２の適用条件）に基づいた速度推定制御のフローチャートである。
　第１の適用条件と同様に、モータ２とロータリーエンコーダ２Ａの位置関係が調整されたのちに、速度制御部５は、速度指令（速度指令値）に従い運転を開始する（ステップＳ１１）。
　速度制御部５は、モータ２の速度推定値が、速度指令（速度指令値）の速度に到達したか否かを判定して（ステップＳ１２）、速度推定値が速度指令値の速度に到達するまで、ステップＳ１２の処理を繰り返す。速度推定値が速度指令値の速度に到達して定速度運転の制御状態になると、ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKに対するＦＦＴ解析を実施する（ステップＳ１３）。ＦＦＴ解析処理部４１は、このＦＦＴ解析によって、速度検出値ωFBKの周波数、振幅の情報を取得する。
　速度補償演算部４２は、位相の初期値を設定する（ステップＳ１４）。例えば、位相の初期値は、ゼロであってよい。
　速度補償演算部４２は、０次成分以外、すなわち直流成分以外の周波数成分の逆位相信号を生成して（ステップＳ１６）、その逆位相信号を速度検出値ωFBK（図中の記載は「速度フィードバック」。）に加算して（ステップＳ１７）、速度推定値ωFBKEを生成する。これにより、電動機速度制御装置１０は、速度推定値ωFBKEを用いて、モータ２を制御する。
　ＦＦＴ解析処理部４１は、ＦＦＴ解析を繰り返し実施して、速度検出値ωFBKの周波数、振幅の情報を取得する。ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析の結果に基づいて、改めて実施したＦＦＴ解析の結果における速度検出値ωFBKの振幅スペクトルが０次成分の値を示すようになったか否かを判定する（ステップＳ１８）。
　速度検出値ωFBKの振幅スペクトルが０次成分の値を示していない場合には、速度補償演算部４２は、逆相信号の位相値φに、予め定められた所定量（ΔＴ）を加算して、逆相信号の位相を更新することで、ステップＳ１６からの処理を繰り返す。これにより、逆相信号の位相が予め定められた所定量（ΔＴ）変化する。速度補償演算部４２は、更新された位相値を用いて逆位相信号を生成して、上記と同様の手順で、その逆位相信号を速度検出値ωFBKに加算して、速度推定値ωFBKEを生成する。これにより、電動機速度制御装置１０は、速度推定値ωFBKEを用いて、モータ２を制御する。
　速度検出値ωFBKの振幅スペクトルが０次成分の値を示す場合には、速度補償演算部４２は、逆相信号の位相値φを維持して逆位相信号を生成して、上記と同様の手順で、その逆位相信号を速度検出値ωFBKに加算して、速度推定値ωFBKEを生成する。これにより、電動機速度制御装置１０は、速度推定値ωFBKEを用いて、モータ２を制御する。
　このように、ＦＦＴ解析の結果に基づいて、重畳する信号成分の位相の情報が得られなくても、回転速度推定部４は、位相シフトを繰り返して最適な位相を検出することにより、
重畳する信号成分の位相の情報を用いることができる。これにより、回転速度推定部４は、速度検出値ωFBKに基づいて、モータ２の速度を推定できる。
　回転速度推定部４に対して、第１の適用条件と第２の適用条件の何れかが適用される。
　図４は、実施形態のロータリーエンコーダ２Ａの出力信号について説明するための図である。図４に示すグラフは、上段に示すＡパルスと中段に示すＢパルスとの組は、ロータリーエンコーダ２Ａの出力信号である２相パルスの一例である。ＡパルスとＢパルスはともに、矩形波状の複数のパルスが繰り返されるパルス列を含む。このパルス列における各パルスは、モータ２の速度に対応して変化する周期で繰り返される。例えば、パルス列における各パルスが発生する周期は、回転速度が一定であれば等しくなる。なお、各周期におけるＤＵＴＹは、回転速度によらずに概ね所定の値になる。ＡパルスとＢパルスの位相関係は、互いの位相差が９０°になっている。この図に示す状態は、Ａパルスに対してＢパルスが９０°遅れた状態である。
　例えば、位相速度検出部３は、ロータリーエンコーダ２Ａから出力されるＡパルスとＢパルスの夫々の変化点を検出して、この変化点を夫々計数する。これにより、同一方向に回転している状況でＡパルスとＢパルスの夫々の変化点が検出されると、計数値が単調に増加する。この計数方法は、１つのパルス列の変化点を計数する方法よりも、角度（位置）の検出精度を高めることができる計数方法である。この方法は一例でありこれに制限されることはない。
　例えば、Ａパルス、Ｂパルスの立ち上がり、立下りごとにカウンタを上げる方法の場合、モータ２の１回転あたりＡパルスを２５６回検出する場合に、モータの１回転中にカウントされる変化点の数は、次の式（１）に示すように１０２４回になる。
256 × 4 = 1024　　（１）
　そこで、モータ２が１回転分の角度、つまり３６０°をこのカウント数で割ると、次の式（２）に示すように、１カウント当たり0.3515625°回転したことになる。
360 ÷ 1024 = 0.3515625°　　（２）
　仮に、１秒間に１０２４カウントを検出した場合には、ちょうどモータ２が１秒間に１回転したことになる。この場合には、１分間に６０回転している状況にある。この場合の回転速度は６０（ｒｐｍ）になる。
　図５は、図４に示した速度フィードバック信号をＦＦＴ解析処理した結果（振幅スペクトル）を説明するための図である。図５に示す波形は、周波数（横軸）に対する振幅スペクトルを示す。この図５以下に示す波形は、モータ２の回転速度を１秒間に１０回転（モータ周波数を１０（Ｈｚ））にしたときのものである。
　図５中の（ａ）に、図４に示す速度計測値に基づいたフィードバック信号の一例を示す。図５中の（ａ）に示すように速度フィードバック信号が示すモータ２の回転速度ωｒｍの検出値は、量子化された値を示す。この図５中の（ａ）に示す例では、約３００（ｒｐｍ）を下回る値を中心にして、２４０（ｒｐｍ）を下回る値と、３５０（ｒｐｍ）を上回る値がランダムに発生している。この波形は、上記の通りモータ２が定速度制御されている状態のものであるが、図示するような量子化ノイズを含んでいる。
　図５中の（ｂ）に、上記（ａ）に示したモータ２の回転速度ωｒｍの検出値をＦＦＴ解析した結果である振幅スペクトルを示す。図５中の（ｃ）に、図５中の（ｂ）の縦軸のスケールを変えて、振幅スペクトルの中で比較的レベルが小さい範囲を強調して示す。図５中の（ｂ）と（ｃ）に示す振幅スペクトルから、直流成分のレベルが比較的大きく検出されていて、これよりも小さなレベルの周波数成分が互いに異なる周波数に分散して発生していることが確認できる。なお、図５中の（ｃ）に示す周波数成分ＴＦの削減について説明する。この周波数成分ＴＦは、モータ２の回転速度（モータ周波数）の４倍の周波数成分の４０（Ｈｚ）になっている。
　図６と図７は、図５に示したＦＦＴ解析の結果を用いた速度検出値ωFBKの補償について説明するための図である。図６中の（ａ）に示す波形は、図５中の（ｃ）に示した振幅スペクトルの中の特定の周波数成分に基づいて作成した信号の波形である。この波形は、図５中の（ｃ）に示した振幅スペクトルの中で、周波数が最も低い周波数成分ＴＦを時間領域の波形として再現したものである。
　図６中の（ｂ）に示す波形は、図６中の（ａ）に示した時間領域の波形を、検出された成分と逆位相になるように極性を変えて、図５中の（ａ）に示した時間領域の波形に加算した結果を示す。この図６中の（ｂ）に示す波形は、図５中の（ａ）に示した波形と比べると、直流成分に揺らぎが確認できる。
　次に、図６中の（ｃ）に、図６中の（ｂ）に示す波形についてＦＦＴ解析した結果の振幅スペクトルを示す。図６中の（ｃ）の振幅スペクトルと、図５中の（ｃ）の振幅スペクトルとを比較すると、周波数成分ＴＦの成分の大きさが観測できないレベルになっていることがわかる。なお、周波数成分ＴＦ以外の周波数成分には、大きな違いは見られない。
　前述した図５中の（ｃ）に示す振幅スペクトルの中で比較的大きな成分を有する周波数成分として検出された周波数成分ごとに、前述の処理を繰り返す。処理の対象として抽出された各周波数成分の全てを加算した結果の振幅スペクトルを図７中の（ａ）に示す。
　図７中の（ａ）に示した振幅スペクトルを有する信号を用いて、図５中の（ａ）に示した速度フィードバック信号を補償した結果の一例を、図７中の（ｂ）に示す。図７中の（ｂ）に示す波形によれば、図５中の（ａ）の波形に見られたパルス状の変化も、オフセットもなくなっていることがわかる。
　図８は、実施形態の速度検出値ωFBKの補償について説明するための図である。図８の上段側から順に、（ａ）にモータ２の回転速度ωｒｍを示し、（ｂ）に速度検出値ωFBKを示し、さらに（ｃ）に補正された速度検出値である速度推定値ωFBKEを示す。
　速度指令が発せられた後、これに応じてモータ２の回転速度ωｒｍが上昇する。時刻ｔ１を過ぎて速度検出値ωFBKが所定の値になると、又は所定の範囲内になると、ＦＦＴ解析処理部４１によってＦＦＴ解析処理が実施される。
　例えば、速度検出値ωFBKは、ＦＦＴ解析処理部４１によって所定の周期でサンプリングされて離散化されて、一時的に記憶部に格納される。この速度検出値ωFBKのデータには、前述の通り量子化ノイズが含まれている。これを波形として図８中の（ｂ）に示すと、量子化ノイズのために波形の線が太く描かれる。
　ＦＦＴ解析処理部４１は、所定の期間の速度検出値ωFBKのデータを記憶部から読みだして、これに対するＦＦＴ解析処理を実施する。
　図８中の（ｃ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２にＦＦＴ解析処理が実施されている。このＦＦＴ解析処理が実施されている期間は、速度検出値ωFBKの補償は行われていない。このような状況が時刻ｔ２まで続く。この間に、ＦＦＴ解析処理の解析結果に基づいて、例えば、解析結果の振幅スペクトルに示された各周波数成分を打ち消すような逆相信号が周波数成分ごとに夫々生成される。これらの各周波数成分の逆相信号は、その振幅と、基準位相に対する位相とが夫々決定されている。速度補償演算部４２は、各周波数成分の逆相信号の基準位相に対する位相を夫々調整して、各逆相信号を速度検出値ωFBKに夫々加算する。
　時刻ｔ２になり、速度補償演算部４２は、各周波数成分の逆相信号の基準位相に対する位相を夫々調整して、各逆相信号を速度検出値ωFBKに夫々加算する。上記の逆相信号を速度検出値ωFBKに適用することで、速度検出値ωFBKに含まれていたパルス状の変化と、オフセットが打ち消されて、重畳されていたノイズのレベルが低減される。
　上記の実施形態によれば、位相速度検出部３は、モータ２の軸に連結するロータリーエンコーダ２Ａが出力する信号内のパルス列に基づいて、モータ２の回転子の速度を示す指標である速度検出値ωFBKを算出する。ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析を実施して、ＦＦＴ解析の結果を出力する。速度補償演算部４２は、定速度運転期間中の速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析の結果に基づいて定速度運転期間中の速度検出値ωFBKを補償することで、定速度運転期間中のモータ２の回転速度の推定値を生成する。速度補償演算部４２は、定速度運転期間外の場合には速度検出値ωFBKを補償することなくモータ２の回転速度の推定値にする。速度制御部５は、モータ２の速度制御のための速度指令値と回転速度の推定値との偏差が小さくなるようにモータ２の速度制御を実施する。これにより、電動機速度制御装置１０は、ロータリーエンコーダの検出結果を帰還値に用いた電動機の速度制御の応答性に影響しないように安定性を高めることができる。
　さらに、ＦＦＴ解析処理部４１は、ＦＦＴ解析の対象として速度検出値ωFBKのデータを抽出する期間を回転子の位置に関連付けないで決定してもよい。
　上記の位相速度検出部３は、互いに９０度の位相差を有する２相パルス列を取得して、２相パルス列から抽出したタイミングに基づいて速度検出値ωFBKを算出するように構成されていてよい。
　例えば、ＦＦＴ解析処理部４１は、ＦＦＴ解析によりＦＦＴ解析の結果として、速度検出値ωFBKの振幅スペクトルと速度検出値ωFBKの位相スペクトルとを生成する。これに応じて、速度補償演算部４２は、振幅スペクトルと位相スペクトルとに基づいて、速度検出値ωFBKを補正して、回転速度の推定値を生成するとよい。
　その際に、速度補償演算部４２は、振幅スペクトルに基づいて、ロータリーエンコーダの回転数に関連する特定の周波数成分の周波数とその特定の周波数成分の大きさとを算出する。
　また、速度補償演算部４２は、位相スペクトルに基づいて、特定の周波数成分の位相情報を算出する。速度補償演算部４２は、特定の周波数成分の大きさと、特定の周波数成分の位相情報とに基づいて速度補償量を生成する。速度補償演算部４２は、速度補償量を用いて、速度検出値ωFBKを補正して、補正の結果を、回転速度の推定値として生成するとよい。
（実施形態の第１変形例）
　図９から図１１を参照して、実施形態の第１変形例について説明する。実施形態におけるＦＦＴ解析の対象範囲を所定の範囲とする事例について説明した。これに代えて、本変形例では、ＦＦＴ解析の対象範囲を、適応的に決定する事例について説明する。
　図９と図１１は、実施形態の第１変形例の回転周期とＦＦＴ解析の対象範囲との関係を説明するための図である。図９に示すテーブルは、回転周期とＦＦＴ解析の対象範囲との関係を示す。本実施形態のＦＦＴ解析処理の対象範囲は、回転周期に応じて調整される。回転周期Tをその大きさに応じていくつかにランク分けする。各ランクに適したＦＦＴ解析処理の対象範囲Wが定められ、テーブル化されている。このテーブルには、特定のランクの回転周期Tｋに対して、適当な長さのＦＦＴ解析処理の対象範囲Wkが適用されるように規定されている。ＦＦＴ解析処理の対象範囲をより長くすることで、解析結果の精度は高まるが演算処理に負荷が高くなる。そこで、ＦＦＴ解析処理の対象範囲Wkの長さを、回転周期を基準に定めるとよい。
　図１１に、互いに異なる値をとる回転周期とＦＦＴ解析の対象範囲との組を例示する。図１１中の（ａ）に示す回転周期Ｔａは、図１１中の（ｂ）に示す回転周期Ｔｂよりも長い。例えば、図１１中の（ａ）と（ｂ）に示すように、回転周期が夫々異なったとしても、回転速度推定部４は、ＦＦＴ解析処理の対象範囲Wk（ｋは自然数。）の長さを、回転周期の２倍から３倍になるように、上記の図９に示すテーブル内のデータを設定するとよい。例えば、モータ２が１秒間に１回転する場合には、回転周期が１秒であり、その時のＦＦＴ解析処理の対象範囲Wkの長さが２秒から３秒ほどになるようなデータ数に調整されることになる。回転速度推定部４は、速度指令値による回転速度の変更に伴いＦＦＴ解析処理の対象範囲Wkの長さを動的に調整するとよい。
　図１０は、実施形態の第１変形例のＦＦＴ解析の対象範囲を決定する処理のフローチャートである。
　回転速度推定部４は、例えば速度指令値に基づいて回転周期を検出する（ステップＳ３１）。回転速度推定部４は、ＦＦＴ解析処理の対象範囲にする期間を決定する（ステップＳ３２）。例えば、回転速度推定部４によって検出された回転周期をキーにして図９に示したテーブルを参照して、その回転周期に対応するＦＦＴ解析処理の対象範囲Wkの長さを得る。ＦＦＴ解析処理部４１は、この結果に基づいて、解析対象の回転速度ωｒｍのデータ数を決定して、これらのデータに対するＦＦＴ解析処理を実施する。
　上記のように、ＦＦＴ解析処理部４１は、ＦＦＴ解析の対象にする速度検出値ωFBKのデータ数を、モータ２の回転子が１回転する期間の長さに対応させて調整することにより、ＦＦＴ解析処理の対象範囲の長さを動的に変更できる。ＦＦＴ解析処理の対象範囲が長いほど、解析処理の対象のデータ数が多くなることから、これに伴い解析結果における周波数軸上の粒度が密になる。その結果、速度検出値ωFBKに基づいた速度推定値ωFBKEの精度を高めることができる。
　例えば、ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKを所定の周期で識別して、速度検出値ωFBKの識別結果を用いてＦＦＴ解析の対象のデータ数を決定してもよい。
　ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKを所定の周期で識別して、速度検出値ωFBKの識別結果から導出される、モータ２の回転子の速度値と、モータ２の回転子の回転周期と、速度検出値ωFBKとの内の何れかに基づいて、ＦＦＴ解析の対象にする前記識別結果のデータ数を決定してもよい。
　例えば、ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKを所定の周期で識別する。ＦＦＴ解析の対象のデータ数を決定するためのデータ数の候補が予め定められている場合、ＦＦＴ解析処理部４１は、その定められたデータ数の候補の中から、速度検出値ωFBKの識別の結果に基づいてデータ数を決定して、決定したデータ数の速度検出値ωFBKの識別結果を決定する。ＦＦＴ解析処理部４１は、上記の手順に従い決定された速度検出値ωFBKの識別結果に対してＦＦＴ解析を実施するとよい。
　また、ＦＦＴ解析処理部４１は、ＦＦＴ解析によりＦＦＴ解析の結果として、速度検出値ωFBKの振幅スペクトルを生成する。この場合、速度補償演算部４２は、振幅スペクトルと調整された位相とに基づいて、速度検出値ωFBKを補正して、回転速度の推定値を生成するとよい。
　この場合、速度補償演算部４２は、振幅スペクトルに基づいて、ロータリーエンコーダの回転数に関連する特定の周波数成分と周波数成分の大きさとを算出する。速度補償演算部４２は、位相を調整し、特定の周波数成分の大きさと、調整された位相とに基づいて速度補償量を生成し、速度補償量を用いて、速度検出値ωFBKを補正して、補正の結果を、回転速度の推定値として生成するとよい。
（実施形態の第２変形例）
　実施形態の第２変形例について説明する。第１変形例において速度検出値ωFBKの対象範囲を適応的に変化させる事例について説明した。これに代えて、速度検出値ωFBKの対象範囲を固定しておいて、その対象範囲内でＦＦＴ解析を実施してもよい。
　例えば、ＦＦＴ解析処理部４１は、速度検出値ωFBKの上限値を超える速度検出値ωFBKを、予め定められた速度検出値ωFBKの対象範囲の上限値までの範囲から所望のデータを抽出して、抽出したそのデータを対象にしたＦＦＴ解析を実施するとよい。
　このような変形例の手法を用いることができる。
　以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、電動機速度制御装置は、回転子速度算出部と、ＦＦＴ解析処理部と、速度補償演算部と、速度制御部とを備える。回転子速度算出部は、電動機の軸に連結するロータリーエンコーダが出力する信号内のパルス列に基づいて、電動機の回転子の速度を示す指標である速度検出値ωFBKを算出する。ＦＦＴ解析処理部は、速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析を実施して、ＦＦＴ解析の結果を出力する。速度補償演算部は、定速度運転期間中の速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析の結果に基づいて定速度運転期間中の速度検出値ωFBKを補償することで、定速度運転期間中の電動機の回転速度の推定値を生成し、定速度運転期間外の場合には速度検出値ωFBKを補償することなく電動機の回転速度の推定値にする。速度制御部は、電動機の速度制御のための速度指令値と回転速度の推定値との偏差が小さくなるように電動機の速度制御を実施する。
　以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他のさまざまな形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明及びその等価物の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
　１　モータ駆動システム、２　モータ、２Ａ　ロータリーエンコーダ、４　回転速度推定部、５　速度制御部、６　電流制御部、７　ＰＷＭ制御部、８　インバータ、１０　電動機速度制御装置、４１　ＦＦＴ解析処理部、４２　速度補償演算部

Claims (14)

  1. 　電動機の軸に連結するロータリーエンコーダが出力する信号内のパルス列に基づいて、前記電動機の回転子の速度を示す指標である速度検出値ωFBKを算出する回転子速度算出部と、
    　前記速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析を実施して、前記ＦＦＴ解析の結果を出力するＦＦＴ解析処理部と、
    　定速度運転期間中の前記速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析の結果に基づいて前記定速度運転期間中の前記速度検出値ωFBKを補償することで、前記定速度運転期間中の前記電動機の回転速度の推定値を生成し、前記定速度運転期間外の場合には前記速度検出値ωFBKを補償することなく前記電動機の回転速度の推定値にする速度補償演算部と、
    　前記電動機の速度制御のための速度指令値と前記回転速度の推定値との偏差が小さくなるように前記電動機の速度制御を実施する速度制御部と、
    　を備える電動機速度制御装置。
  2. 　前記ＦＦＴ解析処理部は、
    　前記ＦＦＴ解析の対象として速度検出値ωFBKのデータを抽出する期間を前記回転子の位置に関連付けないで決定する、
    　請求項１に記載の電動機速度制御装置。
  3. 　前記回転子速度算出部は、
    　互いに９０度の位相差を有する２相パルス列を前記パルス列として取得して、前記２相パルス列から抽出したタイミングに基づいて前記速度検出値ωFBKを算出する、
    　請求項１に記載の電動機速度制御装置。
  4. 　前記ＦＦＴ解析処理部は、
    　前記ＦＦＴ解析の対象にする速度検出値ωFBKのデータ数を、前記回転子が１回転する期間の長さに対応させて調整する、
    　請求項１に記載の電動機速度制御装置。
  5. 　前記ＦＦＴ解析処理部は、
    　前記速度検出値ωFBKを所定の周期で識別して、前記速度検出値ωFBKの識別結果を用いて前記ＦＦＴ解析の対象のデータ数を決定する、
    　請求項１に記載の電動機速度制御装置。
  6. 　前記ＦＦＴ解析処理部は、
    　前記速度検出値ωFBKを所定の周期で識別して、前記速度検出値ωFBKの識別結果から導出される、前記電動機の回転子の速度と、前記電動機の回転子の回転周期と、前記速度検出値ωFBKとの内の何れかに基づいて、前記ＦＦＴ解析の対象にする前記識別結果のデータ数を決定する、
    　請求項１に記載の電動機速度制御装置。
  7. 　前記ＦＦＴ解析処理部は、
    　前記速度検出値ωFBKを所定の周期で識別して、
    　前記ＦＦＴ解析の対象のデータ数を決定するためのデータ数の候補が予め定められていて、前記定められたデータ数の候補の中から前記速度検出値ωFBKの識別の結果に基づいてデータ数を決定して、
    　前記決定したデータ数の前記速度検出値ωFBKの識別結果を決定して、
    　前記決定された速度検出値ωFBKの識別結果に対して前記ＦＦＴ解析を実施する、
    　請求項１に記載の電動機速度制御装置。
  8. 　前記ＦＦＴ解析処理部は、
    　前記速度検出値ωFBKの上限値を超える前記速度検出値ωFBKを、前記速度検出値ωFBKの上限値にまでの範囲で前記ＦＦＴ解析を実施する、
    　請求項１に記載の電動機速度制御装置。
  9. 　前記ＦＦＴ解析処理部は、
    　前記ＦＦＴ解析により前記ＦＦＴ解析の結果として、前記速度検出値ωFBKの振幅スペクトルと前記速度検出値ωFBKの位相スペクトルとを生成し、
    　前記速度補償演算部は、
    　前記振幅スペクトルと前記位相スペクトルとに基づいて、前記速度検出値ωFBKを補正して、前記回転速度の推定値を生成する、
    　請求項８に記載の電動機速度制御装置。
  10. 　前記速度補償演算部は、
    　前記振幅スペクトルに基づいて、前記ロータリーエンコーダの回転数に関連する特定の周波数成分の周波数と前記周波数成分の大きさとを算出し、
    　前記位相スペクトルに基づいて、前記特定の周波数成分の位相情報を算出し、
    　前記特定の周波数成分の大きさと、前記特定の周波数成分の位相情報とに基づいて速度補償量を生成し、
    　前記速度補償量を用いて、前記速度検出値ωFBKを補正して、前記補正の結果を、前記回転速度の推定値として生成する、
    　請求項９に記載の電動機速度制御装置。
  11. 　前記ＦＦＴ解析処理部は、
    　前記ＦＦＴ解析により前記ＦＦＴ解析の結果として、前記速度検出値ωFBKの振幅スペクトルを生成し、
    　前記速度補償演算部は、
    　前記振幅スペクトルと調整された位相とに基づいて、前記速度検出値ωFBKを補正して、前記回転速度の推定値を生成する、
    　請求項８に記載の電動機速度制御装置。
  12. 　前記速度補償演算部は、
    　前記振幅スペクトルに基づいて、前記ロータリーエンコーダの回転数に関連する特定の周波数成分と前記特定の周波数成分の大きさとを算出し、
    　前記位相を調整し、
    　前記特定の周波数成分の大きさと、前記調整された位相とに基づいて速度補償量を生成し、
    　前記速度補償量を用いて、前記速度検出値ωFBKを補正して、前記補正の結果を、前記回転速度の推定値として生成する、
    　請求項１１に記載の電動機速度制御装置。
  13. 　前記速度制御部は、
    　前記電動機の制御に係る速度指令値と、前記補正された前記速度検出値ωFBKとに基づいて前記電動機の回転速度を制御する、
    　請求項９に記載の電動機速度制御装置。
  14. 　電動機の軸に連結するロータリーエンコーダが出力する信号内のパルス列に基づいて、前記電動機の回転子の速度を示す指標である速度検出値ωFBKを算出し、
    　前記速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析を実施して、前記ＦＦＴ解析の結果を出力し、
    　定速度運転期間中の前記速度検出値ωFBKのＦＦＴ解析の結果に基づいて前記定速度運転期間中の前記速度検出値ωFBKを補償することで、前記定速度運転期間中の前記電動機の回転速度の推定値を生成し、前記定速度運転期間外の場合には前記速度検出値ωFBKを補償することなく前記電動機の回転速度の推定値にして、
    　前記電動機の速度制御のための速度指令値と前記回転速度の推定値との偏差が小さくなるように前記電動機の速度制御を実施する過程
    　を含む電動機速度制御方法。
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