專利名稱：馬達(dá)控制裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動各種產(chǎn)業(yè)用機(jī)械裝置的馬達(dá)控制裝置。
背景技術(shù)：
作為馬達(dá)控制裝置的第I現(xiàn)有技術(shù),例如設(shè)想如鋼鐵軋制生產(chǎn)線(Steel rollingline)那樣使用通過馬達(dá)而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的棍(roll)來連續(xù)地搬運(yùn)帶狀材料(web)那樣的被稱為帶狀材料搬運(yùn)控制的用途。在這樣的用途下的現(xiàn)有技術(shù)中，以使利用搬運(yùn)材料來連結(jié)的各馬達(dá)中的負(fù)載扭矩的失衡(Unbalance)不會變大為目的，以往使速度控制器具有被稱為下垂(drooping)的功能(例如,參照專利文獻(xiàn)I)。
在該下垂控制中，通過從速度指令減去馬達(dá)電流即使表示馬達(dá)扭矩的信號成為比例倍而得到的值，從而具有如果馬達(dá)扭矩増大則馬達(dá)速度降低的垂下特性(下垂)。由此，在用搬運(yùn)材料連結(jié)了的多個馬達(dá)中，實(shí)現(xiàn)了防止特定的馬達(dá)的負(fù)載電流變得過大的功能。并且，專利文獻(xiàn)I的馬達(dá)控制裝置如其圖I中記載那樣，在馬達(dá)控制裝置的內(nèi)部，具備實(shí)施了以往的下垂控制的速度控制器(即，從速度指令減去使速度控制器的輸出成為比例倍而得到的下垂量以使帶有垂下特性的速度控制器)。而且，專利文獻(xiàn)I的馬達(dá)控制裝置追加地具備對馬達(dá)的加減速所需的扭矩進(jìn)行運(yùn)算的加減速電流運(yùn)算器，將速度控制器的輸出和加減速電流運(yùn)算器的輸出進(jìn)行相加，而作為針對馬達(dá)的扭矩指令來輸出。由此，能夠消除由于速度指令的變化而使馬達(dá)加減速時的下垂量的變化，在使馬達(dá)速度進(jìn)行了加減速的情況下，也能夠使馬達(dá)高精度地追蹤指令。另外，作為馬達(dá)控制裝置的第2現(xiàn)有技術(shù)，設(shè)想作為與第I現(xiàn)有技術(shù)不同的用途的通過NC控制裝置來控制的機(jī)床等。在這樣的用途下的現(xiàn)有技術(shù)中，針對I個驅(qū)動對象物(エ件)執(zhí)行通過2個馬達(dá)一邊進(jìn)行同步控制一邊進(jìn)行驅(qū)動的并行驅(qū)動控制(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。在這樣的并行驅(qū)動控制的情況下，由于各馬達(dá)的位置檢測器的精度、使驅(qū)動對象物和馬達(dá)機(jī)械地結(jié)合時的機(jī)械精度而產(chǎn)生如下那樣的問題。即，如果使各馬達(dá)的位置完全與指令一致，則產(chǎn)生驅(qū)動對象的機(jī)械性的扭轉(zhuǎn)，產(chǎn)生使各馬達(dá)互相拉拽那樣的カ(以下，稱為軸間干擾力)，馬達(dá)的發(fā)熱、電氣性劣化或者驅(qū)動對象的機(jī)械性劣化成為問題。針對這樣的問題，在第2現(xiàn)有技術(shù)中，ー邊對2個馬達(dá)提供相同的位置指令ー邊對各馬達(dá)進(jìn)行位置控制。與此同時，在第2現(xiàn)有技術(shù)中，進(jìn)行各馬達(dá)控制裝置對2個馬達(dá)輸出的扭矩指令或者實(shí)際的扭矩檢測值的比較。然后，根據(jù)對它們進(jìn)行差分而得到的信號，修正針對一方的馬達(dá)的位置指令，從而抑制軸間干擾力，而且抑制馬達(dá)的發(fā)熱、電氣性劣化或者驅(qū)動對象的機(jī)械性劣化。專利文獻(xiàn)I :日本特開平4 — 121086號公報專利文獻(xiàn)2 :日本特開2004 — 288164號公報
發(fā)明內(nèi)容
但是，在第I現(xiàn)有技術(shù)中，只是使馬達(dá)控制裝置內(nèi)部的速度控制器具有上述垂下特性。因此，例如存在難以將馬達(dá)扭矩正確地確保為與期望的張カ相稱那樣的值的問題。另夕卜，在實(shí)際的帯狀材料搬運(yùn)控制中，例如要求與搬運(yùn)線的起動運(yùn)轉(zhuǎn)時、穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)、緊急時的保護(hù)運(yùn)轉(zhuǎn)這樣的帯狀材料搬運(yùn)控制中的各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀況對應(yīng)的控制功能。另ー方面，在馬達(dá)的速度與扭矩之間相互存在因果關(guān)系，無法自由地進(jìn)行速度控制和扭矩控制這兩者 。因此，在帯狀材料搬運(yùn)控制中，需要進(jìn)行與各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀況對應(yīng)地綜合地考慮了速度和扭矩的高性能的控制。但是，在專利文獻(xiàn)I記載的現(xiàn)有技術(shù)中，只是在馬達(dá)控制裝置內(nèi)部的速度控制器中使扭矩與速度的關(guān)系具有垂下特性。因此，存在難以通過簡單的運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)與各種運(yùn)轉(zhuǎn)狀況對應(yīng)的高性能的控制這樣的問題。此處，在第2現(xiàn)有技術(shù)中，根據(jù)對2個馬達(dá)實(shí)際提供的扭矩指令或者扭矩檢測值的差分信號進(jìn)行了修正。因此，在由2個馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動的機(jī)械系統(tǒng)的特性在哪個馬達(dá)中都是完全相同的特性的情況(即，具有対稱的機(jī)械特性的情況)下，良好地進(jìn)行動作。但是，例如，考慮由容量不同的馬達(dá)進(jìn)行了驅(qū)動的情況、要驅(qū)動的機(jī)械負(fù)載的重心偏移這樣的驅(qū)動對象的機(jī)械特性非対稱的情況。在該情況下，如果單純地根據(jù)扭矩指令、扭矩檢測值的差分來進(jìn)行校正，則由于在加減速時產(chǎn)生的扭矩的差異，而使位置的同步控制精度變差。其結(jié)果，存在不容易實(shí)現(xiàn)更高精度的同步控制這樣的問題。而且，在這些第I現(xiàn)有技術(shù)、第2現(xiàn)有技術(shù)中，如上所述構(gòu)成為限定于帶狀材料搬運(yùn)控制、并行驅(qū)動控制這樣的各用途的馬達(dá)控制裝置的技木。但是，在實(shí)際的產(chǎn)業(yè)界中，考慮利用作為能夠用于更廣泛的用途的通用的馬達(dá)控制裝置而準(zhǔn)備的產(chǎn)品來對應(yīng)于上述那樣的各用途。為此，一般采取如下對應(yīng)在通用的馬達(dá)控制裝置中預(yù)先安裝與各用途對應(yīng)的大量的功能，或者通過根據(jù)各用途對通用的馬達(dá)控制裝置實(shí)施改造，來實(shí)現(xiàn)與各用途對應(yīng)的馬達(dá)控制裝置。但是，在前者的對應(yīng)的情況下，存在由于安裝于馬達(dá)控制裝置的程序變得龐大而使成本増加的問題，另外，在后者的對應(yīng)的情況下，存在用干與各用途對應(yīng)的改造作業(yè)這樣的成本增加的問題。如果總結(jié)以上那樣的問題點(diǎn)，則成為如下那樣。在第I現(xiàn)有技術(shù)中，在鋼鐵軋制生產(chǎn)線等帯狀材料搬運(yùn)控制的用途中，存在不容易一邊進(jìn)行高速高精度的速度控制ー邊將搬運(yùn)材料的張カ正確地確保為期望的值這樣的問題。另外，存在難以簡單地實(shí)現(xiàn)對應(yīng)干與各種運(yùn)轉(zhuǎn)條件相應(yīng)的綜合性的要求的高性能的控制這樣的問題。在第2現(xiàn)有技術(shù)中，在機(jī)床等的并行驅(qū)動控制的用途中，存在如下問題在由多個馬達(dá)進(jìn)行驅(qū)動的驅(qū)動對象物具有非対稱的特性的情況下，難以ー邊對應(yīng)于為了使驅(qū)動對象扭轉(zhuǎn)而發(fā)生的軸間干擾カ的問題ー邊正確地控制各馬達(dá)的位置。另外，在第I現(xiàn)有技術(shù)、第2現(xiàn)有技術(shù)中，僅能夠分別對應(yīng)于設(shè)想了的個別的用途。因此，為了利用通用的馬達(dá)控制裝置來分別對應(yīng)于各用途，存在程序増大、改造作業(yè)這樣的成本增加的問題。本發(fā)明是為了解決上述那樣的問題而完成的，其目的在于得到一種馬達(dá)控制裝置，能夠廣泛地對應(yīng)于具有將針對馬達(dá)的位置、速度這樣的動作的要求、和與馬達(dá)的驅(qū)動カ相關(guān)的要求進(jìn)行了綜合的要求的用途，通過簡單的運(yùn)算實(shí)現(xiàn)寬范圍并且高性能的特性。
本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置根據(jù)針對作為速度或者位置的馬達(dá)的動作的動作指令、和作為動作的檢測結(jié)果的馬達(dá)動作檢測值，對馬達(dá)的電流控制器輸出驅(qū)動カ指令，所述馬達(dá)控制裝置具備前饋運(yùn)算部，根據(jù)動作指令，運(yùn)算作為針對馬達(dá)的動作的參照信號的動作參照值和前饋驅(qū)動力；偏差補(bǔ)償運(yùn)算部，將通過規(guī)定的運(yùn)算而決定的控制偏差作為輸入，使用預(yù)先設(shè)定的控制常數(shù)，以降低控制偏差的方式進(jìn)行包括積分運(yùn)算的控制運(yùn)算，并將進(jìn)行控制運(yùn)算得到的結(jié)果作為偏差補(bǔ)償驅(qū)動カ而輸出；驅(qū)動カ指令合成部，根據(jù)前饋驅(qū)動カ和偏差補(bǔ)償驅(qū)動力，通過穩(wěn)定的特性成為它們的相加的運(yùn)算，輸出針對電流控制器的驅(qū)動カ指令；反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部，根據(jù)規(guī)定的反作用力參照值和偏差補(bǔ)償驅(qū)動力，運(yùn)算動作校正值；以及控制偏差運(yùn)算部，根據(jù)動作參照值與馬達(dá)動作檢測值的偏差以及動作校正值，運(yùn)算控制偏差。根據(jù)本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置，具備根據(jù)規(guī)定的反作用力參照值和偏差補(bǔ)償驅(qū)動カ來運(yùn)算動作校正值的結(jié)構(gòu)、以及通過從動作參照值與馬達(dá)動作檢測值的相加結(jié)果減去動作校正值而運(yùn)算控制偏差的結(jié)構(gòu)，由此能夠得到ー種馬達(dá)控制裝置，能夠廣泛地對應(yīng)于具有將針對馬達(dá)的位置、速度這樣的動作的要求與和馬達(dá)的驅(qū)動カ相關(guān)的要求進(jìn)行了綜合的要求的用途，通過簡單的運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)寬范圍并且高性能的特性。


圖I是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的馬達(dá)控制裝置的框圖。圖2是應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式I中的馬達(dá)控制裝置的帯狀材料搬運(yùn)控制系統(tǒng)的示意圖。圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的扭矩指令合成部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的反作用力補(bǔ)償運(yùn)算部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2中的馬達(dá)控制裝置的框圖。圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2中的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2中的反作用力補(bǔ)償運(yùn)算部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3中的馬達(dá)控制裝置的框圖。圖9是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3中的控制偏差運(yùn)算部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3中的主軸控制部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3中的反作用力補(bǔ)償運(yùn)算部的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖12是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4中的馬達(dá)控制裝置的框圖。圖13是應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式4中的馬達(dá)控制裝置的抵接控制系統(tǒng)的示意圖。
具體實(shí)施例方式以下，使用附圖，說明本發(fā)明的馬達(dá)控制裝置的優(yōu)選的實(shí)施方式。實(shí)施方式I.圖I是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的馬達(dá)控制裝置的框圖。首先，說明馬達(dá)控制裝置100的整體動作。另外，在本實(shí)施方式I中，說明將帯狀材料搬運(yùn)控制作為用途的馬達(dá)控制裝置。另外，示出帯狀材料搬運(yùn)控制以速度控制為基本而動作的情形，但不特別限定于速度控制，在進(jìn)行位置控制的情況下也能夠同樣地實(shí)現(xiàn)。
圖I所示的馬達(dá)控制裝置100構(gòu)成為具備前饋運(yùn)算部10、偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20、扭矩指令合成部30、反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40以及控制偏差運(yùn)算部50。而且，馬達(dá)控制裝置100經(jīng)由電流控制器110而與馬達(dá)121連接。另外，動作檢測器122檢測作為馬達(dá)121的旋轉(zhuǎn)速度的馬達(dá)速度(馬達(dá)動作檢測值)y，并輸入到馬達(dá)控制裝置100。與該馬達(dá)速度y —起，從外部向馬達(dá)控制裝置100輸入速度指令(動作指令)yc和反作用力參照值fr。接下來，詳細(xì)說明馬達(dá)控制裝置100的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的各功能。前饋運(yùn)算部10根據(jù)速度指 令yc，運(yùn)算成為用于對馬達(dá)121的馬達(dá)速度y進(jìn)行控制的參照值的速度參照值(動作參照值)yr、和為了使馬達(dá)121以與速度參照值yr—致的方式進(jìn)行動作而所需的扭矩，并作為前饋扭矩uf而輸出?？刂破钸\(yùn)算部50將速度參照值yr、馬達(dá)速度y以及后述的動作校正值yh作為輸入，輸出作為通過反饋控制而降低的偏差信號的控制偏差e。接下來，偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20對控制偏差e進(jìn)行反饋控制運(yùn)算，并將其結(jié)果作為偏差補(bǔ)償扭矩Ub而輸出，其中，所述反饋控制運(yùn)算包括用于通過PI (比例積分)控制使控制偏差e以穩(wěn)定地成為O的方式降低的積分動作。反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40將反作用力參照值fr和偏差補(bǔ)償扭矩ub作為輸入,并通過基于它們的比較的運(yùn)算，輸出作為對馬達(dá)121的動作進(jìn)行校正的信號的動作校正值yh。扭矩指令合成部30將前饋扭矩uf和偏差補(bǔ)償扭矩ub作為輸入，輸出扭矩指令U。馬達(dá)控制裝置100將扭矩指令u輸出到電流控制器110，電流控制器110控制馬達(dá)121的電流，由此馬達(dá)121發(fā)生與扭矩指令u對應(yīng)的扭矩。圖2是應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式I中的馬達(dá)控制裝置100的帯狀材料搬運(yùn)控制系統(tǒng)的示意圖。圖2中的帯狀材料搬運(yùn)控制系統(tǒng)具備馬達(dá)121、動作檢測器122、卷繞輥(winding roll) 123、搬運(yùn)材料 124、退繞棍(unwinding roll) 125 以及退繞軸馬達(dá) 126。馬達(dá)121通過驅(qū)動卷繞輥123，進(jìn)行鋼板、紙、膜等帯狀的搬運(yùn)材料124的卷繞。搬運(yùn)材料124從退繞輥125退繞，退繞輥125通過實(shí)施速度控制等的退繞軸馬達(dá)126，根據(jù)規(guī)定的線速度(line speed)而實(shí)施退繞。馬達(dá)控制裝置100如上所述，根據(jù)由動作檢測器122檢測出的馬達(dá)121的馬達(dá)速度y、從外部輸入的反作用力參照值fr、以及速度指令yc，輸出扭矩指令u，從而經(jīng)由電流控制器(在圖2中雖然未圖示，但相當(dāng)于圖I的電流控制器110)來控制馬達(dá)121的發(fā)生扭矩。接下來，根據(jù)圖I的結(jié)構(gòu)，說明這樣的帯狀材料搬運(yùn)控制系統(tǒng)中應(yīng)用的圖2所示的馬達(dá)控制裝置100的動作的詳細(xì)內(nèi)容和特征。在馬達(dá)控制裝置100中，除去了反作用カ參照值fr的輸入、反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40以及動作校正值yh后的部分作為被稱作規(guī)范模型式控制的2自由度控制是一般的結(jié)構(gòu)，首先說明關(guān)于該部分的動作。前饋運(yùn)算部10將以不會使馬達(dá)121的動作成為振動性的動作的方式對所輸入的速度指令yc進(jìn)行低通濾波等運(yùn)算而得到的結(jié)果，作為速度參照值yr而輸出。另外，與此同吋，前饋運(yùn)算部10對速度參照值yr的微分值(加速度)，乘以馬達(dá)121、卷繞輥123這樣的由馬達(dá)121驅(qū)動的部分(驅(qū)動對象)的慣性カ矩值，從而計算馬達(dá)121的加減速所需的慣性扭矩。 而且，前饋運(yùn)算部10根據(jù)速度參照值yr來計算驅(qū)動對象中產(chǎn)生的摩擦扭矩，將慣性扭矩與摩擦扭矩之和作為前饋扭矩uf而輸出。
此處，假設(shè)由馬達(dá)121以及卷繞輥123構(gòu)成的驅(qū)動對象的機(jī)械剛性高、且能夠?qū)T性カ矩、摩擦正確地進(jìn)行模型化。在進(jìn)行了這樣的假設(shè)的情況下，如果忽略在搬運(yùn)材料124中發(fā)生的張力，則前饋運(yùn)算部10生成針對速度參照值yr的變化為了使馬達(dá)121的速度y一致地進(jìn)行追蹤而所需的扭矩，并作為前饋扭矩uf。接下來，控制偏差運(yùn)算部50輸入速度參照值yr、馬達(dá)速度y以及由后述的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40運(yùn)算的動作校正值yh。然后，控制偏差運(yùn)算部50根據(jù)這些輸入，輸出對從速度參照值yr減去馬達(dá)速度 而得到的值(即速度偏差)相加了動作校正值yh后的值而作為控制偏差e。另外，該加減法的順序無需特別相同，進(jìn)行等效的運(yùn)算即可。接下來，偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20將控制偏差e作為輸入，使用作為預(yù)先設(shè)定的控制常數(shù)的積分增益和比例増益Kv，進(jìn)行下式(I)所示的比例積分(PI)控制。具體而言，偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20進(jìn)行反饋控制運(yùn)算，并將其結(jié)果作為偏差補(bǔ)償扭矩Ub而輸出，其中，該反饋控制運(yùn)算包括用于使控制偏差e以穩(wěn)定地成為O的方式降低的積分動作。
ub=Kv · {1+ ( ω i/s) } · e=Kv · { (8+ω )/8} *e (I)在上式(I)中，s表示拉普拉斯算子，積分增益ω i對應(yīng)于偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20的零點(diǎn)。接下來，使用圖3，說明扭矩指令合成部30的結(jié)構(gòu)。圖3是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的扭矩指令合成部30的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖3所示的扭矩指令合成部30具備反饋扭矩濾波器31以及扭矩加法器32。扭矩指令合成部30輸入偏差補(bǔ)償扭矩ub和前饋扭矩Uf。然后，扭矩指令合成部30內(nèi)的反饋扭矩濾波器31對偏差補(bǔ)償扭矩ub，進(jìn)行將穩(wěn)定分量以外的規(guī)定的頻率分量去除那樣的反饋扭矩濾波器Fb (s)的運(yùn)算。另外，扭矩加法器32進(jìn)行反饋扭矩濾波器31的輸出與前饋扭矩Uf的相加，并作為扭矩指令u而輸出。即，扭矩指令合成部30進(jìn)行下式(2)所示的運(yùn)算，根據(jù)前饋扭矩uf和偏差補(bǔ)償扭矩ub，進(jìn)行穩(wěn)定的特性成為它們的相加的運(yùn)算。u=uf+Fb Cs) · ub (2)此處，在上述反饋扭矩濾波器Fb Cs)的運(yùn)算中，通常在比由上式(I)記載的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20的控制常數(shù)確定的控制頻帶高的頻率區(qū)域中，去除規(guī)定的頻率分量，例如，使用被稱為低通濾波器、陷波濾波器的濾波器。由此，具有如下目的提高反饋馬達(dá)速度I的反饋控制環(huán)路的穩(wěn)定性，與其對應(yīng)地，將偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20的增益設(shè)定得較高，從而通過快速的響應(yīng)而使控制偏差e降低。由此，上式(2)中的反饋扭矩濾波器Fb (S)是在通常的速度控制中為了進(jìn)行控制系統(tǒng)的快速響應(yīng)而必不可缺的部分，并且根據(jù)情況而具有復(fù)雜的特性。如上所述，在本實(shí)施方式I中的馬達(dá)控制裝置100中，在除去了反作用力參照值fr的輸入、反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40以及動作校正值yh后的部分中，采用被稱為規(guī)范模型控制的2自由度控制的結(jié)構(gòu)。其結(jié)果，在忽略了搬運(yùn)材料124的張カ的影響的狀況下，能夠以使馬達(dá)速度I與速度參照值yr高精度地一致的方式進(jìn)行控制。接下來，說明反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40的動作。圖4是示出本發(fā)明的實(shí)施方式I中的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。圖4所示的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40具備扭矩校正量運(yùn)算部41、反作用力補(bǔ)償放大部42、反作用力補(bǔ)償限制部43以及反作用力補(bǔ)償濾波器44。另外，該反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40將反作用力參照值fr和偏差補(bǔ)償扭矩ub作為輸入，根據(jù)反作用力參照值む與偏差補(bǔ)償扭矩ub的比較，來運(yùn)算扭矩校正量uh。在圖2所示的帶狀材料搬運(yùn)控制系統(tǒng)中，考慮設(shè)想ー邊對搬運(yùn)材料124提供一定的張カー邊進(jìn)行搬運(yùn)的動作的情況。在該情況下，關(guān)于從外部對馬達(dá)控制裝置100輸入的反作用力參照值fr，設(shè)定與對搬運(yùn)材料124提供的張カ相稱的馬達(dá)121的扭矩的值。然后，扭矩校正量運(yùn)算部41進(jìn)行反作用力參照值fr和偏差補(bǔ)償扭矩ub的比較，輸出作為它們的差的反作用力偏差fe而作為扭矩校正量uh。接下來，反作用力補(bǔ)償放大部42輸出對扭矩校正量uh乘以作為規(guī)定的常數(shù)的反作用力補(bǔ)償增益Kh而得到的結(jié)果。接下來，反作用力補(bǔ)償限制部43針對反作用力補(bǔ)償放大部42的輸出，輸出以預(yù)先設(shè)定的反作用力補(bǔ)償限制值限制了大小后的結(jié)果。而且，反作用力補(bǔ)償濾波器44針對反作用力補(bǔ)償限制部43的輸出，輸出進(jìn)行具有下式(3)所示那樣的規(guī)定的極點(diǎn)(pole)即截止頻率of的低通濾波器Fh Cs)的運(yùn)算而得到的結(jié)果，并作為 動作校正值yh。Fh (s)=cof/ ( s+ ω f) (3)此處，上述反作用力補(bǔ)償濾波器44的目的在干，從由偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20、反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40以及控制偏差運(yùn)算部50構(gòu)成的運(yùn)算環(huán)路去除高的頻率分量，穩(wěn)定地進(jìn)行該運(yùn)算環(huán)路的運(yùn)算。另外，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40為了防止馬達(dá)控制裝置100的特性不必要地變得復(fù)雜，從而簡單地實(shí)現(xiàn)期望的控制特性，以使反作用力補(bǔ)償濾波器44中的截止頻率of與作為偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20的控制常數(shù)的積分增益即零點(diǎn)一致的方式，如下式(4)那樣進(jìn)行設(shè)定。Cof=Coi (4)另外，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40根據(jù)作為從外部設(shè)定的參數(shù)的反作用力補(bǔ)償頻率 h、作為偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20的控制常數(shù)的積分增益ω 、以及比例増益Κν，如下式(5)那樣設(shè)定反作用力補(bǔ)償增益Kh。Kh=coh/ (Kv · ω i) (5)此處，說明偏差補(bǔ)償扭矩ub的作用。為了對用于根據(jù)速度指令yc以及速度參照值yr的變化而使馬達(dá)進(jìn)行加減速的慣性カ矩以及摩擦進(jìn)行補(bǔ)償而所需的扭矩由前饋運(yùn)算部10作為前饋扭矩uf而運(yùn)算出來，并通過扭矩指令合成部30相加到扭矩指令U。因此，偏差補(bǔ)償扭矩Ub起著對無法單純地模型化的機(jī)械特性、摩擦特性等由于前饋運(yùn)算部10中的模型化誤差而發(fā)生的馬達(dá)121的速度誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)淖饔?，并且起著供給為了使由馬達(dá)121以及卷繞輥123構(gòu)成的驅(qū)動對象克服搬運(yùn)材料124的張カ而所需的反作用力的作用。即，偏差補(bǔ)償扭矩ub的作用具有將馬達(dá)121的速度控制以及用于對搬運(yùn)材料124供給張カ的扭矩控制進(jìn)行了綜合的目的。因此，通過如上所述構(gòu)成馬達(dá)控制裝置100，ー邊進(jìn)行基于速度指令yc的速度控制，一邊以使偏差補(bǔ)償扭矩ub接近與搬運(yùn)材料124所發(fā)生的張カ相稱的扭矩的方式使用動作校正值yh來修正控制偏差e。因此，能夠進(jìn)行控制，以使馬達(dá)121高精度地追蹤速度指令yc的方式進(jìn)行加減速，并且使搬運(yùn)材料124發(fā)生的張カ成為與反作用力參照值fr對應(yīng)的值。接下來，說明馬達(dá)控制裝置100的更詳細(xì)的特性。在馬達(dá)控制裝置100中，反作用力參照值fr至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù)如下式(6)所示。ub/fr= ωh/ (s+ ωh) (6)S卩，反作用力參照值fr至偏差補(bǔ)償扭矩Ub的傳遞特性成為以反作用力補(bǔ)償頻率 h為截止頻率的低通特性。另外，通過追加反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40，關(guān)于馬達(dá)速度y至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù)，本來僅使上式(I)的正負(fù)的符號進(jìn)行了反轉(zhuǎn)的比例積分特性變化為下式(7)。ub/y= — Kv · (s+ ω i) / (s+ ωh) (7)S卩，通過追加反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40，馬達(dá)速度y至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù) 成為使比例積分運(yùn)算中的積分動作變化為偽積分(pseudo integral)的特性。換言之,上述特性成為與對于本來以使馬達(dá)速度的穩(wěn)定偏差成為O的方式進(jìn)行動作的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20的上式(I)的特性追加以反作用力補(bǔ)償頻率《h為截止頻率的高通濾波器而得到的特性同樣的特性。根據(jù)上式(6)以及上式(7)，偏差補(bǔ)償扭矩Ub成為將反作用力參照值fr的低頻分量與未追加反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40時的偏差補(bǔ)償扭矩ub的高頻分量進(jìn)行合成而得到的信號。另外，從上式(6)以及上式(7)可知，反作用力補(bǔ)償頻率《h可設(shè)定的范圍雖然由于馬達(dá)控制裝置100的計算周期而被限制，但實(shí)質(zhì)上能夠設(shè)定至無限大。在這樣使反作用力補(bǔ)償頻率coh實(shí)質(zhì)上大至無限大的情況下，馬達(dá)速度至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù)實(shí)質(zhì)上成為0，并且反作用力參照值fr至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù)實(shí)質(zhì)上成為I。即，將馬達(dá)速度y反饋到扭矩指令u的控制環(huán)路實(shí)質(zhì)上被切斷，并且使偏差補(bǔ)償扭矩ub與反作用力參照值fr 一致，從而成為進(jìn)行前饋式的扭矩控制的特性。因此，通過反作用力補(bǔ)償頻率oh的設(shè)定，能夠根據(jù)帯狀材料搬運(yùn)控制系統(tǒng)的特征、控制的目的，以寬范圍的特性來實(shí)現(xiàn)將要求使馬達(dá)速度y追蹤速度指令yc的速度控制、與生成對應(yīng)于反作用力參照值fr的扭矩那樣的扭矩控制進(jìn)行綜合而得到的特性。例如，在加減速急劇的情況、或馬達(dá)121的扭矩脈動成為問題的情況等由卷繞輥123的旋轉(zhuǎn)動作精度引起的問題大的情況下，進(jìn)行使速度控制的特性變強(qiáng)的設(shè)定、即降低的反作用力補(bǔ)償頻率《h的設(shè)定。相反地，在存在搬運(yùn)材料124突然被拉拽那樣的急劇的張カ變化的情況下，進(jìn)行使扭矩控制的特性變強(qiáng)的設(shè)定、即提高的反作用力補(bǔ)償頻率《h的設(shè)定。通過進(jìn)行這樣的設(shè)定，能夠?qū)崿F(xiàn)更穩(wěn)定的帯狀材料搬運(yùn)控制。接下來，敘述用于將如上所述把速度控制和扭矩控制進(jìn)行綜合而得到的特性作為寬范圍的特性、并且如上式(6)以及上式(7)所示那樣作為容易掌握的特性而實(shí)現(xiàn)的本實(shí)施方式I的馬達(dá)控制裝置100的結(jié)構(gòu)上的特征。在本實(shí)施方式I中，與進(jìn)行了比例積分運(yùn)算的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20的特性對應(yīng)地，在反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40中具備反作用力補(bǔ)償濾波器44，使反作用力補(bǔ)償濾波器44的極點(diǎn)與偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20的零點(diǎn)一致。由此，在上式(6)以及上式(7)中，原本會成為分母和分子的次數(shù)進(jìn)ー步高I次的復(fù)雜的特性，但次數(shù)實(shí)質(zhì)上降低，如上所述那樣能夠設(shè)定為簡單的特性。另外，由反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40、控制偏差運(yùn)算部50以及偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20構(gòu)成的馬達(dá)控制裝置100內(nèi)部的運(yùn)算環(huán)路的開環(huán)特性成為單純的積分特性。其結(jié)果，不依賴于増益而能夠進(jìn)行穩(wěn)定的環(huán)路運(yùn)算，能夠?qū)⒗梅醋饔昧ρa(bǔ)償頻率Oh設(shè)定的上式(6)以及上式(7)的極點(diǎn)、即內(nèi)部反饋環(huán)路的閉環(huán)極點(diǎn)從O簡單地設(shè)定至無限大。另外，使用偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20的控制常數(shù)，如上式(5)那樣，設(shè)定了反作用カ補(bǔ)償放大部42的反作用力補(bǔ)償增益Kh。其結(jié)果，能夠ー邊考慮與從外部設(shè)定的反作用力補(bǔ)償頻率《h對應(yīng)的頻率區(qū)域中的特性，一邊將馬達(dá)控制裝置100的特性設(shè)定為期望的特性。接下來，說明通過反作用力補(bǔ)償限制部43而得到的效果。反作用力補(bǔ)償限制部43被設(shè)定于反作用力補(bǔ)償濾波器44的輸入側(cè)。并且，反作用力 補(bǔ)償濾波器44如上所述是低通濾波器，所以實(shí)質(zhì)上用反作用力補(bǔ)償限制值來限制反作用力補(bǔ)償濾波器44所輸出的動作校正值yh。由此，即使在進(jìn)行將上述那樣的扭矩控制和速度控制進(jìn)行了綜合的控制的情況下，也能夠進(jìn)行速度控制以使速度參照值yr與馬達(dá)速度y的穩(wěn)定偏差不會超過反作用力補(bǔ)償限制值。因此，例如，即使在搬運(yùn)材料124被切斷了的情況下，也能夠發(fā)揮使馬達(dá)速度y與速度指令yc的偏差不大于規(guī)定值從而防止失控的作用。另外，即使在前饋運(yùn)算部10中的前饋扭矩uf的運(yùn)算下的模型化誤差過大而實(shí)際的摩擦大于設(shè)想那樣的情況下，也能夠發(fā)揮防止馬達(dá)速度I極度變小、防止搬運(yùn)材料124變得過慢而卷繞變得困難的作用。另外，反作用力補(bǔ)償限制部43并非設(shè)于反作用力補(bǔ)償濾波器44的輸出側(cè)而是設(shè)于輸入側(cè)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)比根據(jù)由于反作用力補(bǔ)償濾波器44的作用而延遲的信號進(jìn)行限制判斷更早的限制判斷。其結(jié)果，能夠得到對限制動作時的過沖(overshooting)進(jìn)行抑制的效果，并且使發(fā)生了限制動作的情況下的動作校正值yh的變化變緩，從而降低對控制系統(tǒng)造成的沖擊。在上述中，設(shè)想ー邊進(jìn)行馬達(dá)121的速度控制ー邊還始終進(jìn)行對搬運(yùn)材料124提供的張カ的控制的情況，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40始終進(jìn)行動作以使偏差補(bǔ)償扭矩ub與反作用力參照值fr 一致。但是，在同樣的帶狀材料搬運(yùn)控制系統(tǒng)中，例如在如印刷機(jī)械那樣為了使多個馬達(dá)軸的動作盡可能同步而最重視針對指令的追蹤精度的情況、或者在帶狀材料搬運(yùn)線的起動時直至提供充分的張カ為止的過渡性動作的情況等下，有時對馬達(dá)控制裝置100也要求進(jìn)行基本上使馬達(dá)速度I與速度指令yc或者速度參照值yr盡可能正確地ー致那樣的速度控制并在搬運(yùn)材料124的張カ達(dá)到了規(guī)定的值的時刻轉(zhuǎn)移到張カ控制的動作、或者在搬運(yùn)材料124的張カ不大于規(guī)定的值的范圍內(nèi)進(jìn)行速度控制的動作，期望與動作條件的差異對應(yīng)的高性能的控制特性。在對應(yīng)于由這樣的動作條件的差異引起的要求而使馬達(dá)控制裝置100進(jìn)行動作的情況下，在反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40中的扭矩校正量運(yùn)算部41的動作中，在上述說明中僅僅將作為反作用力參照值fr與偏差補(bǔ)償扭矩ub之差的反作用力偏差fe直接作為扭矩校正量uh。但是,例如也可以通過僅在反作用力偏差fe為負(fù)的情況下將反作用力偏差fe作為扭矩校正量uh、并在fe為正的情況下將扭矩校正量uh設(shè)為O這樣的基于反作用カ參照值fr與偏差補(bǔ)償扭矩Ub的比較的非線性的運(yùn)算，來進(jìn)行扭矩校正量Uh的運(yùn)算。由此，在搬運(yùn)材料124的張カ小的狀態(tài)下，偏差補(bǔ)償扭矩ub小于反作用力參照值fr,所以扭矩校正量uh、動作校正值yh成為0，馬達(dá)控制裝置100僅僅作為速度控制而動作。另ー方面，如果搬運(yùn)材料124的張カ變大，則為了進(jìn)行速度控制以便與其抗衡，偏差補(bǔ)償扭矩Ub變大，如果偏差補(bǔ)償扭矩ub超過反作用力參照值fr，則反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40輸出動作校正值yh以使馬達(dá)121的速度降低。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)以使搬運(yùn)材料124的張カ不大于與反作用力參照值fr相稱的量的方式進(jìn)行控制這樣的高性能的控制。接下來，說明如上所述通過只是追加反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40的簡單的運(yùn)算就能夠?qū)崿F(xiàn)帯狀材料搬運(yùn)控制中的與各種運(yùn)轉(zhuǎn)條件對應(yīng)的高性能的控制的本實(shí)施方式I的馬達(dá)控制裝置100的結(jié)構(gòu)上的特征。首先，馬達(dá)控制裝置100將以使馬達(dá)速度y追蹤速度指令yc的方式進(jìn)行扭矩指令u的運(yùn)算的速度控制作為基礎(chǔ)。而且，馬達(dá)控制裝置100與以往的下垂控制不同，通過進(jìn)行參照了從外部輸入的反作用力參照值fr的控制運(yùn)算的修正，能夠發(fā)揮將速度控制與考慮了搬運(yùn)材料124的張カ的扭矩控制進(jìn)行了綜合的特性。另外，作為其方法，基于進(jìn)行反作用力參照值fr與由馬達(dá)控制裝置100運(yùn)算出的變量(偏差補(bǔ)償扭矩ub)的差分等的比較運(yùn)算而得到的結(jié)果，進(jìn)行控制運(yùn)算的修正。由此， 根據(jù)以規(guī)定的張力值為基準(zhǔn)的馬達(dá)控制裝置100的動作狀況來進(jìn)行控制運(yùn)算的修正，只是通過導(dǎo)入簡單的非線性運(yùn)算，就能夠?qū)崿F(xiàn)與動作狀況對應(yīng)的高性能的控制。而且，在馬達(dá)控制裝置100的內(nèi)部，使用計算扭矩指令u的中間變量即偏差補(bǔ)償扭矩ub，來作為進(jìn)行與反作用力參照值fr的比較的馬達(dá)控制裝置100的變量。該偏差補(bǔ)償扭矩ub是在扭矩指令u的計算過程中相加前饋扭矩uf之前的變量，所以不包含馬達(dá)121的加減速所需的扭矩。因此，對于速度指令yc的加減速，能夠以使馬達(dá)速度I正確地進(jìn)行追蹤的方式相加前饋扭矩uf來生成扭矩指令U，并且僅將和提供給搬運(yùn)材料124的張カ對應(yīng)的扭矩與反作用力參照值fr進(jìn)行比較來進(jìn)行校正。另外，與反作用力參照值fr進(jìn)行比較的偏差補(bǔ)償扭矩ub是實(shí)施用于使速度反饋控制成為快速響應(yīng)而不可缺少的反饋扭矩濾波器Fb (s)之前的信號。因此，能夠去除由偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20和反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40構(gòu)成的馬達(dá)控制裝置100內(nèi)部的環(huán)路運(yùn)算中的不必要的延遲，使反作用力補(bǔ)償頻率《h實(shí)質(zhì)上増大至無限大。由此，無需在反作用力補(bǔ)償頻率COh的設(shè)定范圍中設(shè)置實(shí)質(zhì)上的制約，能夠根據(jù)狀況而快速響應(yīng)地進(jìn)行使偏差補(bǔ)償扭矩ub與反作用力參照值fr 一致的控制。而且，能夠簡單地將馬達(dá)控制裝置100的特性設(shè)定為期望的綜合性的特性。另外，在上述說明中，說明了扭矩指令合成部30進(jìn)行前面的圖3以及上式(2)所示的運(yùn)算、即進(jìn)行前饋扭矩uf至扭矩指令u的傳遞函數(shù)為I的運(yùn)算的情況。但是，即使執(zhí)行將上述控制頻帶以上的頻率分量進(jìn)行變更那樣的處理，實(shí)質(zhì)上的效果也沒有大的差異。例如，也可以代替前面的圖3以及上式(2)的運(yùn)算，而使上述反饋扭矩濾波器Fb
(S)作用于前饋扭矩Uf與偏差補(bǔ)償扭矩Ub之和，從而進(jìn)行扭矩指令U的運(yùn)算。S卩，扭矩指令合成部30以使扭矩指令u成為通過反饋扭矩濾波器Fb (S)從偏差補(bǔ)償扭矩去除了穩(wěn)定分量以外的規(guī)定的頻率分量而得到的信號、與包含前饋扭矩uf的穩(wěn)定分量的信號之和的方式進(jìn)行運(yùn)算即可。由此，扭矩指令合成部30進(jìn)行使穩(wěn)定的特性成為前饋扭矩uf與偏差補(bǔ)償扭矩ub的相加的特性運(yùn)算。另外，在上述說明中，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40以使反作用力補(bǔ)償濾波器44的極點(diǎn)與偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20的零點(diǎn)一致的方式進(jìn)行了設(shè)定。但是，即使不完全一致，當(dāng)然也能得到類似的效果。
如以上所述，根據(jù)實(shí)施方式1，通過具有上述結(jié)構(gòu)，從而在將帶狀材料搬運(yùn)控制作為用途的馬達(dá)控制裝置中，能夠ー邊使馬達(dá)速度正確地追蹤速度指令的變化，ー邊將搬運(yùn)材料中發(fā)生的張カ恒定地確保為期望的值。而且，能夠以寬范圍的特性來實(shí)現(xiàn)將速度控制與對應(yīng)于張カ的扭矩控制進(jìn)行了綜合的控制，能夠通過簡單的運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)與作為帶狀材料搬運(yùn)控制的各種用途、運(yùn)轉(zhuǎn)狀況對應(yīng)的高性能的控制。實(shí)施方式2.
圖5是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2中的馬達(dá)控制裝置的框圖。圖5所示的馬達(dá)控制裝置200構(gòu)成為具備前饋運(yùn)算部10、偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20a、扭矩指令合成部30、反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40a、以及控制偏差運(yùn)算部50。與圖I相同的符號表示相同的部分，省略其說明。本實(shí)施方式2中的馬達(dá)控制裝置200與前面的實(shí)施方式I同樣地，以圖2所示的帯狀材料搬運(yùn)控制系統(tǒng)為用途，置換了圖2中的馬達(dá)控制裝置100。另外，本實(shí)施方式2中的馬達(dá)控制裝置200相比于前面的實(shí)施方式I中的馬達(dá)控制裝置100，偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20a以及反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40a的內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同。因此，以與前面的實(shí)施方式I中的圖I的差異為中心，使用圖5來說明馬達(dá)控制裝置200的結(jié)構(gòu)。首先，說明偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20a。前面的實(shí)施方式I中的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20進(jìn)行了針對控制偏差e的比例積分運(yùn)算。相對于此，本實(shí)施方式2中的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20a將積分運(yùn)算與比例運(yùn)算進(jìn)行分離來運(yùn)算，并對它們的輸入進(jìn)行了稍微的變更。圖6是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2中的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20a的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20a將控制偏差e、速度參照值yr以及馬達(dá)速度y作為輸入。并且，在其內(nèi)部，積分放大器21輸出對于控制偏差e進(jìn)行作為預(yù)先設(shè)定的控制常數(shù)的積分增益ω i的相乘和積分而得到的結(jié)果。另外，加減法器22輸出對于積分放大器21的輸出相加速度參照值yr、并減去馬達(dá)速度y而得到的結(jié)果。而且，比例放大器23輸出對于加減法器22的輸出乘以作為預(yù)先設(shè)定的控制常數(shù)的比例増益Kv而得到的值，并作為偏差補(bǔ)償扭矩ub。S卩，偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20a進(jìn)行下式(8 )所示的運(yùn)算。ub=Kv { ( ω i/s) · e+ (yr —y)} (8)因此，偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20a進(jìn)行包括用于使控制偏差e穩(wěn)定地降低為O的積分動作的反饋控制運(yùn)算，以使控制偏差e至偏差補(bǔ)償扭矩Ub的傳遞特性成為積分特性的方式進(jìn)行運(yùn)算。此處，上式(8)中的右邊大括號內(nèi)的第2項(xiàng)是針對速度參照值yr與馬達(dá)速度y的偏差進(jìn)行比例補(bǔ)償?shù)捻?xiàng)。并且，該第2項(xiàng)具有穩(wěn)定地保持馬達(dá)速度y的反饋環(huán)路的效果，并且具有控制成使速度參照值yr與馬達(dá)速度y的偏差過渡性地減小的效果。但是，偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20a以使在上式(8)中積分的控制偏差e穩(wěn)定地成為O的方式進(jìn)行動作。接下來，說明反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40a。反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40a以反作用カ參照值fr和偏差補(bǔ)償扭矩ub為輸入，并輸出動作校正值yh。圖7是示出本發(fā)明的實(shí)施方式2中的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40a的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。該圖7所示的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40a相當(dāng)于去除了前面的實(shí)施方式I中的圖4所示的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40的反作用カ補(bǔ)償濾波器44后的部分，其以外的動作相同。即，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40a將反作用力參照值fr和偏差補(bǔ)償扭矩ub作為輸入。然后，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40a內(nèi)部的扭矩校正量運(yùn)算部41根據(jù)反作用力參照值fr與偏差補(bǔ)償扭矩Ub的比較，運(yùn)算扭矩校正量uh。接下來，反作用力補(bǔ)償放大部42輸出對扭矩校正量uh乘以作為規(guī)定的常數(shù)的反作用力補(bǔ)償增益Kh而得到的結(jié)果。而且，反作用力補(bǔ)償限制部43輸出對于反作用力補(bǔ)償放大部42的輸出進(jìn)行預(yù)先設(shè)定的反作用力補(bǔ)償限制值下的限制動作而得到的結(jié)果，并作為動作校正值yh。另外，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40a使用作為偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20a的控制常數(shù)的積分増益ω 以及比例増益Kv、和從外部設(shè)定的反作用力補(bǔ)償頻率《h，與前面的實(shí)施方式I中的上式(5)同樣地，使用下式(9)來設(shè)定反作用力補(bǔ)償增益Kh。Kh= ωh/ (Kv · ω i) (9)另外，控制偏差運(yùn)算部50與前面的實(shí)施方式I同樣地，將動作校正值yh、速度參照值yr以及馬達(dá)速度y作為輸入，輸出從速度參照值yr與動作校正值yh的相加值減去馬達(dá)速度I而得到的值作為控制偏差e。
本實(shí)施方式2中的馬達(dá)控制裝置200通過如上所述構(gòu)成，從而用下式(10)來表示反作用力參照值む至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù)。ub/fr= ωh/ (s+ ωh) (10)另外，馬達(dá)速度y至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù)成為下式(11)。ub/y=Kv · (s+ω i) / (s+ ωh) (11)上式(10)以及上式(11)成為與前面的實(shí)施方式I中的式(6)以及式(7)完全相同的式子。即，前面的實(shí)施方式I中的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20進(jìn)行了比例積分運(yùn)算。相對于此，在本實(shí)施方式2中，變更為上述那樣的結(jié)構(gòu)，以使控制偏差e至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù)成為積分特性的方式進(jìn)行運(yùn)算。因此，在前面的實(shí)施方式I的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40中所需的反作用力補(bǔ)償濾波器44在本實(shí)施方式2中變得不需要，能夠相應(yīng)地減少運(yùn)算量，并通過簡單的運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)等同的特性。另外，在作為卷繞輥123的輥徑而設(shè)想的值與實(shí)際不同的情況等下，為了將搬運(yùn)材料124的張カ正確地確保為期望的值，需要使速度指令yc與馬達(dá)速度y之間具有穩(wěn)定偏差。考慮在這樣的條件下需要使偏差補(bǔ)償扭矩ub的穩(wěn)定的值與利用反作用力參照值fr指定的值完全一致的情況。在這樣的情況下，能夠容易地理解使上述說明中僅僅作為比例運(yùn)算的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40a中的反作用力補(bǔ)償放大部42的運(yùn)算成為比例積分運(yùn)算即可。如上所述，根據(jù)實(shí)施方式2，通過具有上述結(jié)構(gòu)，從而與前面的實(shí)施方式I同樣地，在將帶狀材料搬運(yùn)控制作為用途的馬達(dá)控制裝置中，能夠ー邊使馬達(dá)速度正確地追蹤速度指令的變化，ー邊將搬運(yùn)材料中發(fā)生的張カ恒定地保持為期望的值。而且，能夠以寬范圍的特性來實(shí)現(xiàn)將速度控制和對應(yīng)于張カ的扭矩控制進(jìn)行了綜合的控制，能夠通過簡單的運(yùn)算來實(shí)現(xiàn)與作為帶狀材料搬運(yùn)控制的各種用途、運(yùn)轉(zhuǎn)狀況對應(yīng)的高性能的控制。實(shí)施方式3.圖8是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3中的馬達(dá)控制裝置的框圖。在本實(shí)施方式3中，設(shè)想了對于I個驅(qū)動對象(エ件)通過2個馬達(dá)一邊進(jìn)行同步控制ー邊進(jìn)行驅(qū)動的并行驅(qū)動控制的用途。本實(shí)施方式應(yīng)對如下的問題在這樣的并行驅(qū)動控制中，由于對2個馬達(dá)的各位置進(jìn)行檢測的位置檢測器的誤差、使驅(qū)動對象與馬達(dá)機(jī)械性地結(jié)合時的機(jī)械性誤差(以下稱為軸間機(jī)械誤差)，僅僅通過正確地進(jìn)行各軸的位置控制，會使由各馬達(dá)之間的機(jī)械性的扭轉(zhuǎn)所致的軸間干擾カ變大。
另外，在這樣的并行驅(qū)動控制中也考慮位置控制和速度控制這兩者的情況，但在本實(shí)施方式3中，說明進(jìn)行位置控制的并行驅(qū)動控制。另外，在本實(shí)施方式3中，在利用旋轉(zhuǎn)馬達(dá)進(jìn)行的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的情況下和利用線性馬達(dá)進(jìn)行的直線驅(qū)動的情況下都完全相同，但以下使用作為旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的情況的措詞來進(jìn)行說明。首先，使用圖8，說明馬達(dá)控制裝置300的整體結(jié)構(gòu)。圖8所示的馬達(dá)控制裝置300包括從動軸控制部310和主軸控制部320。并且，從動軸控制部310經(jīng)由電流控制器(從動軸電流控制器)IlOa而與馬達(dá)(從動軸馬達(dá))121a連接，同樣地，主軸控制部320經(jīng)由主軸電流控制器IlOb而與主軸馬達(dá)121b連接。馬達(dá)121a以及主軸馬達(dá)121b分別經(jīng)由軸、滾珠螺桿而驅(qū)動I個驅(qū)動對象130。動作檢測器122a以及主軸動作檢測器122b分別檢測馬達(dá)121a和主軸馬達(dá)121b的旋轉(zhuǎn)位置 作為馬達(dá)位置(馬達(dá)動作檢測值)y、主軸馬達(dá)位置y_m，并輸入到馬達(dá)控制裝置300。另外，從外部向馬達(dá)控制裝置300輸入位置指令(動作指令)yc。并且，主軸控制部320將位置指令yc和主軸馬達(dá)位置y_m作為輸入，通過后述的運(yùn)算，輸出針對主軸馬達(dá)121b的主軸扭矩指令u_m、和針對從動軸控制部310的反作用力參照值fr。另ー方面，從動軸控制部310將位置指令yc、馬達(dá)位置I、以及反作用力參照值fr作為輸入，通過后述的運(yùn)算，輸出針對馬達(dá)121a的扭矩指令U。馬達(dá)控制裝置300對電流控制器IlOa以及主軸電流控制器IlOb分別輸出扭矩指令u和主軸扭矩指令u m。然后，電流控制器IlOa以及主軸電流控制器IlOb根據(jù)扭矩指令U、主軸扭矩指令u_m，分別控制馬達(dá)121a、主軸馬達(dá)121b的電流。其結(jié)果，馬達(dá)121a以及主軸馬達(dá)121b產(chǎn)生與扭矩指令u以及主軸扭矩指令u_m對應(yīng)的扭矩。從動軸控制部310與前面的實(shí)施方式I中的馬達(dá)控制裝置100同樣地，構(gòu)成為具備前饋運(yùn)算部10S、偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20S、扭矩指令合成部30S、反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S、以及控制偏差運(yùn)算部50S。因此，首先，說明在從動軸控制部310中與通常的位置控制同樣地動作的、反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S以外的部分。前饋運(yùn)算部IOS對于所輸入的位置指令yc，以使馬達(dá)121a的動作不會振動的方式進(jìn)行低通濾波等運(yùn)算，并將所得到的結(jié)果作為位置參照值(動作參照值)yr而輸出。另外，與此同吋，前饋運(yùn)算部IOS根據(jù)對將位置參照值yr進(jìn)行2階微分而得到的加速度信號乘以馬達(dá)121a所驅(qū)動的驅(qū)動部分的慣性カ矩的設(shè)定值的運(yùn)算，計算馬達(dá)121a的加減速所需的扭矩，并作為前饋扭矩uf而輸出。此處，上述馬達(dá)121a所驅(qū)動的驅(qū)動部分的慣性カ矩是指，馬達(dá)(從動軸馬達(dá))121a、主軸馬達(dá)121b以及驅(qū)動對象130的全體的慣性カ矩中的由從動軸馬達(dá)121a分擔(dān)的部分。因此，在主軸馬達(dá)121b和從動軸馬達(dá)121a以及驅(qū)動對象130完全對稱地構(gòu)成的情況下，是全體的慣性カ矩的一半即可。但是，例如在從動軸馬達(dá)121a和主軸馬達(dá)121b的容量不同的情況、或驅(qū)動對象130的重心偏移的情況等下，以使驅(qū)動對象130以及各馬達(dá)同步地被驅(qū)動的方式，以適合的比例來分擔(dān)全體的慣性カ矩并進(jìn)行設(shè)定。接下來，使用附圖來說明從動軸控制部310內(nèi)的控制偏差運(yùn)算部50S的動作。圖9是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3中的控制偏差運(yùn)算部50S的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。控制偏差運(yùn)算部50S將位置參照值yr、馬達(dá)位置y以及后述的動作校正值yh作為輸入，將對作為位置參照值yr與馬達(dá)位置y的偏差的位置偏差ye乘以位置増益Kp得到的信號、對位置偏差ye進(jìn)行微分得到的信號(速度偏差)、以及動作校正值yh進(jìn)行相加而得到的信號，作為控制偏差e來輸出。此處，通過上述運(yùn)算，關(guān)于控制偏差e，進(jìn)行成為具有速度的維度的信號那樣的運(yùn)算。但是，在本質(zhì)上，控制偏差運(yùn)算部50S運(yùn)算應(yīng)降低的控制偏差e，而作為以適合的比率將位置偏差ye、其微分值(速度偏差)以及動作校正值yh進(jìn)行相加而得到的線性和。S卩，通過基于位置參照值yr與馬達(dá)位置y的偏差和動作校正值yh的運(yùn)算，輸出控制偏差e。偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20S與前面的實(shí)施方式I中的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20同樣地，進(jìn)行使用了作為預(yù)先設(shè)定的控制常數(shù)的積分增益ω i和比例増益Kv的由上式(I)所示的比例積分(PI)控制。由此，偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20S進(jìn)行包括用于使控制偏差e穩(wěn)定地降低為O的積分動作的反饋控制運(yùn)算，并將其結(jié)果作為偏差補(bǔ)償扭矩ub而輸出。扭矩指令合成部30S與前面的實(shí)施方式I中的圖3所示的扭矩指令合成部30同樣地，將偏差補(bǔ)償扭矩ub和前饋扭矩uf作為輸入，使用反饋扭矩濾波器Fb Cs)來進(jìn)行上式(2)所示的運(yùn)算，輸出扭矩指令U。此處，在反饋扭矩濾波器Fb (s)的運(yùn)算中，與前面的·實(shí)施方式I同樣地，使用被稱為低通濾波器、陷波濾波器的降低規(guī)定的頻率分量的濾波器。該反饋扭矩濾波器Fb (S)具有以下目的與驅(qū)動對象130中的機(jī)械共振等對應(yīng)地提高控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性，將偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20S的增益設(shè)定得較高從而以快速的響應(yīng)來降低控制偏差e。由此，扭矩指令合成部30S中的反饋扭矩濾波器Fb (s)對于通常的位置控制而言是必不可少的部分，并且根據(jù)情況具有復(fù)雜的特性。接下來，使用圖10，說明主軸控制部320的結(jié)構(gòu)。圖10是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3中的主軸控制部320的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。主軸控制部320構(gòu)成為具備主軸前饋運(yùn)算部10M、主軸偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20M、主軸扭矩指令合成部30M、以及主軸控制偏差運(yùn)算部50M。主軸控制部320是進(jìn)行針對主軸馬達(dá)121b的控制的部分，是與從從動軸控制部310去除了反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S后的部分同樣的結(jié)構(gòu)。主軸控制部320內(nèi)的主軸前饋運(yùn)算部IOM根據(jù)位置指令yc，通過與針對從動軸馬達(dá)121a的前饋運(yùn)算部IOS同樣的運(yùn)算,輸出主軸位置參照值yr_m和主軸前饋扭矩uf_m。但是，在從動軸控制部310的前饋運(yùn)算部IOS中，設(shè)定全體的慣性カ矩中的以由從動軸馬達(dá)121a驅(qū)動的方式分擔(dān)的值，而作為主軸前饋扭矩uf_m的運(yùn)算中使用的慣性カ矩的設(shè)定值。相對于此，在主軸前饋運(yùn)算部IOM中，使用以由主軸馬達(dá)121b驅(qū)動的方式適當(dāng)?shù)胤謸?dān)的慣性カ矩的設(shè)定值，進(jìn)行主軸前饋扭矩uf_m的運(yùn)算。主軸控制部320內(nèi)的主軸控制偏差運(yùn)算部50M進(jìn)行與從從動軸控制部310中的控制偏差運(yùn)算部50S去除了動作校正值yh的輸入后的部分同樣的動作。即，對于作為主軸位置參照值yr_m與主軸馬達(dá)位置y_m的偏差的主軸位置偏差ye_m,相加對主軸位置偏差ye_m乘以位置增益而得到的信號和對主軸位置偏差ye_m進(jìn)行微分而得到的主軸速度偏差，并將所得到的結(jié)果作為主軸控制偏差e_m而輸出。另外，主軸偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20M根據(jù)主軸位置偏差ye_m，通過與針對從動軸馬達(dá)121a的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20S同樣的運(yùn)算，輸出主軸偏差補(bǔ)償扭矩ub_m。另外，主軸扭矩指令合成部30M對于主軸偏差補(bǔ)償扭矩ub_m和主軸前饋扭矩uf_m,進(jìn)行與從動軸控制部310的扭矩指令合成部30S對偏差補(bǔ)償扭矩ub和前饋扭矩uf進(jìn)行的上式(2)的運(yùn)算同樣的運(yùn)算，并輸出主軸扭矩指令u_m。
通過上述那樣的運(yùn)算，主軸控制部320根據(jù)所輸入的位置指令ic,輸出主軸扭矩指令u_m。而且，與此同時，主軸控制部320將主軸偏差補(bǔ)償扭矩ub_m作為針對從動軸控制部310的反作用力參照值fr而輸出。接下來，使用圖11，說明從動軸控制部310內(nèi)的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S的動作。圖11是示出本發(fā)明的實(shí)施方式3中的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S的內(nèi)部結(jié)構(gòu)的框圖。反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S具備扭矩校正量運(yùn)算部41、反作用力補(bǔ)償放大部42、反作用力補(bǔ)償限制部43、以及反作用力補(bǔ)償濾波器44，進(jìn)行與前面的實(shí)施方式I的圖4中的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40同樣的運(yùn)算。即，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S將從主軸控制部320輸出的反作用力參照值fr和從從動軸控制部310中的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20S輸出的偏差補(bǔ)償扭矩ub作為輸入。然后，扭矩校正量運(yùn)算部41根據(jù)反作用力參照值fr與偏差補(bǔ)償扭矩Ub的比較，將對于作為它們的差的反作用力偏差fe根據(jù)事先的設(shè)定進(jìn)行非線性的不靈敏區(qū)的操作而得到的信號，作為扭矩校正量uh而輸出。反作用力補(bǔ)償放大部42對扭矩校正量Uh乘以作為規(guī)定的常數(shù)的反作用力補(bǔ)償增益Kh并輸出。反作用力補(bǔ)償限制部43輸出對于反作用力補(bǔ)償放大部42的輸出進(jìn)行以預(yù)先設(shè)定的反作用力補(bǔ)償限制值來限制大小的非線性處理而得到的結(jié)果。而且，反作用カ補(bǔ)償濾波器44對于反作用力補(bǔ)償限制部43的輸出，與前面的實(shí)施方式I中的上式(3)同樣地進(jìn)行具有截止頻率of的低通濾波器Fh (S)的運(yùn)算，并將所得到的結(jié)果作為動作校正值yh而輸出。另外，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S進(jìn)行設(shè)定以使反作用力補(bǔ)償濾波器44中的極點(diǎn)即截止頻率of與作為偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20S中的比例積分運(yùn)算的零點(diǎn)的積分增益ω —致。另外，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S根據(jù)作為從外部設(shè)定的參數(shù)的反作用力補(bǔ)償頻率《h和偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20S的控制常數(shù)，使用前面的實(shí)施方式I中敘述的上式(5)，設(shè)定上述反作用力補(bǔ)償增益Kh。馬達(dá)控制裝置300如上所述那樣動作，所以在從動軸控制部310中的前饋運(yùn)算部IOS以及主軸控制部320中的主軸前饋運(yùn)算部IOM中，使用單獨(dú)地設(shè)定由從動軸馬達(dá)121a以及主軸馬達(dá)121b分擔(dān)的慣性カ矩的值而運(yùn)算出的前饋扭矩uf以及主軸前饋扭矩uf_m，來驅(qū)動各馬達(dá)。其結(jié)果，在各馬達(dá)的容量不同、或驅(qū)動對象130的重心偏移了的情況下，也能夠進(jìn)行加減速以使各馬達(dá)ー邊正確地進(jìn)行同步ー邊進(jìn)行驅(qū)動從而正確地追蹤位置指令yc。而 且，能夠校正從動軸馬達(dá)的動作，以便抑制在從動軸馬達(dá)121a與主軸馬達(dá)121b之間為了扭轉(zhuǎn)驅(qū)動對象130而產(chǎn)生的軸間干擾力。進(jìn)ー步詳細(xì)地說明通過馬達(dá)控制裝置300得到的特性。在前面的圖11所示的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S的扭矩校正量運(yùn)算部41中，記載為不進(jìn)行上述不靈敏區(qū)的設(shè)定、并且反作用力補(bǔ)償限制部43不進(jìn)行限制動作時的線性特性。在該情況下，在馬達(dá)控制裝置300中，主軸偏差補(bǔ)償扭矩ub_m、即反作用力參照值fr至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù)與前面的實(shí)施方式I中的上式(6)同樣地成為下式(12)的低通特性。ub/ub_m= ωh/ (s+ ωh) (12)另外，從動軸馬達(dá)121a的馬達(dá)位置y至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù)如下式(13)所示。ub/y= — Kv · (s+ω i) · (s+Kp) / (s+ ωh) (13)此處，在從動軸控制部310中，在去除了反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S的狀態(tài)下、即等效地將反作用力補(bǔ)償頻率ω h設(shè)定為O的情況下，上式(12)成為0，上式(13)成為與包括積分動作的PID (比例積分微分)控制等效的特性。即，從動軸控制部310僅僅成為位置控制的特性。因此，馬達(dá)控制裝置300針對位置指令yc，關(guān)于主軸馬達(dá)位置y_m和從動軸馬達(dá)位置I這兩者，都進(jìn)行使穩(wěn)定偏差成為O那樣的位置控制。接下來，在使反作用力補(bǔ)償頻率《h大于O的情況下，根據(jù)上式(13)，進(jìn)行偏差補(bǔ)償扭矩ub的運(yùn)算，以使針對馬達(dá)位置y的控制特性成為將PID控制的積分器變換為偽積分器的特性、換言之成為與使截止頻率為反作用力補(bǔ)償頻率《h的高通濾波器作用于PID控制的情況同樣的控制特性。另外，與上述運(yùn)算同時，通過相加使截止頻率為反作用力補(bǔ)償頻率《h的低通濾波器作用于反作用力參照值fr即主軸偏差補(bǔ)償扭矩ub m而得到的信號那樣的運(yùn)算，得到偏差補(bǔ)償扭矩ub。即，從動軸控制部310具有以反作用力補(bǔ)償頻率coh為邊 界而將位置控制和扭矩控制的特性進(jìn)行了綜合的控制特性。另外，如果使反作用力補(bǔ)償頻率《h實(shí)質(zhì)上増大至無限大(由采樣周期的關(guān)系所限制的最大值)，則上式(12)的傳遞函數(shù)實(shí)質(zhì)上成為1，另外，上式(13)的傳遞函數(shù)實(shí)質(zhì)上成為O。因此，進(jìn)行使針對從動軸馬達(dá)121a的偏差補(bǔ)償扭矩ub始終與主軸偏差補(bǔ)償扭矩ub_m—致那樣的控制、即從動軸控制部310實(shí)質(zhì)上成為扭矩控制的特性的運(yùn)算。在該情況下，成為如下控制特性雖然允許針對位置指令yc的從動軸馬達(dá)121a的馬達(dá)位置y的誤差，但不發(fā)生由驅(qū)動對象130的扭轉(zhuǎn)所致的軸間干擾力。這樣，根據(jù)馬達(dá)控制裝置300，僅通過反作用力補(bǔ)償頻率coh的設(shè)定，就能夠?qū)膭虞S控制部310的特性，從針對位置指令的穩(wěn)定偏差成為O那樣的位置控制的特性，連續(xù)地變更為成為從動軸控制部310中的偏差補(bǔ)償扭矩ub始終與主軸偏差補(bǔ)償扭矩Ub_m—致那樣的扭矩控制的特性、或者成為它們的中間特性的將位置控制和扭矩控制進(jìn)行了綜合的特性。其結(jié)果，馬達(dá)控制裝置300能夠?qū)崿F(xiàn)與驅(qū)動對象130的機(jī)械剛性、軸間機(jī)械誤差的大小、用途所對應(yīng)的目的等對應(yīng)的寬范圍的特性。接下來，說明反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S中的扭矩校正量運(yùn)算部41的不靈敏區(qū)的效果。通過導(dǎo)入這樣的不靈敏區(qū)，在由于驅(qū)動對象130的扭轉(zhuǎn)而發(fā)生的軸間干擾カ小于不靈敏區(qū)寬度的狀況下，能夠?qū)崿F(xiàn)使主軸馬達(dá)121b和從動軸馬達(dá)121a分別具有使穩(wěn)定偏差成為O的位置控制的特性的控制動作。另外，在設(shè)定了上述不靈敏區(qū)之后將反作用力補(bǔ)償頻率《h設(shè)定得充分大，從而在驅(qū)動對象130的軸間機(jī)械誤差大的情況下，能夠?qū)崿F(xiàn)如下控制動作以使主軸扭矩指令u_m與從動軸扭矩指令u之差(S卩，軸間干擾力)成為在不靈敏區(qū)中設(shè)定的大小的方式，具有針對從動軸馬達(dá)121a的扭矩控制的特性。即，能夠?qū)崿F(xiàn)一邊將軸間干擾力限制為在不靈敏區(qū)中設(shè)定的允許范圍一邊針對位置指令yc使主軸馬達(dá)位置y_m和從動軸馬達(dá)位置y這兩方一致那樣的、使位置控制和扭矩控制的特性根據(jù)動作狀況而適當(dāng)?shù)刈兓母咝阅艿目刂?。而且，說明通過反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S中的反作用力補(bǔ)償限制部43而限制為使動作校正值yh不大于動作補(bǔ)償限制值時的效果。例如，考慮將從動軸控制部310設(shè)為扭矩控制的特性的情況、即進(jìn)行了通過將反作用力補(bǔ)償頻率Oh設(shè)定得充分大而使軸間干擾カ充分小、并允許位置指令yC與馬達(dá)位置I的偏差那樣的控制的情況。在這樣的情況下，也通過以動作校正限制值來限制動作校正值yh，由此以使位置參照值yr與馬達(dá)位置y的穩(wěn)定偏差不大于規(guī)定的值(具體而言，將動作補(bǔ)償限制值除以位置増益Kp而得到的值)的方式進(jìn)行位置控制。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)將位置的穩(wěn)定偏差限制為規(guī)定值以下這樣的使位置控制和扭矩控制的特性根據(jù)動作狀況而適當(dāng)?shù)刈兓母咝阅艿目刂啤?shí)施方式3的馬達(dá)控制裝置300如上所述那樣進(jìn)行動作，進(jìn)行使用了由主軸控制部320的主軸前饋運(yùn)算部IOM和從動軸控制部310的前饋運(yùn)算部IOS分別適當(dāng)?shù)卦O(shè)定的慣性力矩的設(shè)定值的運(yùn)算。而且，根據(jù)偏差補(bǔ)償扭矩Ub與主軸偏差補(bǔ)償扭矩ub_m的比較，來修正從動軸控制部310的控制偏差e，其中，該偏差補(bǔ)償扭矩ub是從動軸控制部310中的計算扭矩指令u的中間過程的內(nèi)部變量且是相加前饋扭矩uf之前的變量，該主軸偏差補(bǔ)償扭矩Ub_m是在主 軸控制部320中同樣的內(nèi)部變量。由此，在驅(qū)動對象130是非対稱的特性的情況下，也能夠ー邊抑制由驅(qū)動對象的扭轉(zhuǎn)所致的軸間干擾力，ー邊高精度地控制各軸馬達(dá)的位置的加減速。而且，作為上述那樣的比較中使用的信號，并非使用用于進(jìn)行位置控制的快速響應(yīng)而必不可少的反饋扭矩濾波器Fb (S)的輸出，而是使用反饋扭矩濾波器Fb (S)的輸入側(cè)的變量即偏差補(bǔ)償扭矩ub。因此，能夠消除由偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20S、反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S、以及控制偏差運(yùn)算部50S構(gòu)成的運(yùn)算環(huán)路中的無用的延遲。其結(jié)果，作為從動軸馬達(dá)121a的控制特性，僅通過反作用力補(bǔ)償頻率《h的簡單的設(shè)定，就能夠使通常的快速響應(yīng)的位置控制的特性、以反作用力參照值fr為基準(zhǔn)的扭矩控制的特性、以及它們的綜合特性變化。而且，通過如上所述實(shí)施簡單的非線性處理，能夠?qū)崿F(xiàn)使特性根據(jù)動作狀況而適當(dāng)?shù)刈兓母咝阅艿牟⑿序?qū)動控制。另外，在將并行驅(qū)動控制作為用途的本實(shí)施方式3和將帶狀材料搬運(yùn)控制作為用途的前面的實(shí)施方式I中，存在用途的差異、將位置控制和速度控制中的哪ー個作為基礎(chǔ)的差異。但是，本實(shí)施方式3中的馬達(dá)控制裝置300的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S的結(jié)構(gòu)是與前面的實(shí)施方式I中的馬達(dá)控制裝置100的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40大致相同的結(jié)構(gòu)。S卩，任意ー個反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40S、40都能夠如上所述實(shí)現(xiàn)寬范圍的高性能的特性，所以通過同一簡單的程序能夠針對任一用途都實(shí)現(xiàn)合適的特性。因此，不會增加進(jìn)行專用于各用途的程序的追加、改造的成本，而能夠針對各用途實(shí)現(xiàn)多功能并且高性能的控制。另外，在上述說明的前饋運(yùn)算部IOS以及主軸前饋運(yùn)算部IOM的結(jié)構(gòu)中，忽略了對驅(qū)動對象130施加的摩擦、重力負(fù)載等干擾。但是，在這些干擾能夠模型化的情況下，將與它們對應(yīng)的扭矩加到前饋扭矩uf以及主軸前饋扭矩Uf_m即可。由此，即使在這些干擾是非対稱的情況下，也能夠ー邊高精度地進(jìn)行馬達(dá)121a和主軸馬達(dá)121b的控制，ー邊關(guān)于軸間干擾力也抑制為期望的特性。另外，在本實(shí)施方式3中，作為進(jìn)行主軸馬達(dá)121b以及從動軸馬達(dá)121a的位置控制的技術(shù)進(jìn)行了說明，但能夠容易理解為對于進(jìn)行速度控制那樣的用途也能夠完全同樣地構(gòu)成。另外，在上述中說明了使用旋轉(zhuǎn)形馬達(dá)的情況，但在使用了線性馬達(dá)的情況下也是完全同樣的，在該情況下，將單詞“扭矩”置換為“推力”、或者將它們進(jìn)行總稱而置換為“驅(qū)動力”即可。如以上所述，根據(jù)實(shí)施方式3，在并行驅(qū)動控制的用途中，能夠通過簡單的運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)將各軸的位置控制、與對由驅(qū)動對象的扭轉(zhuǎn)所致的軸間干擾カ進(jìn)行抑制那樣的控制進(jìn)行了綜合的具有寬范圍的特性的高性能的控制裝置。而且，在并行驅(qū)動控制的用途中，即使在驅(qū)動對象是非対稱的情況下，也能夠通過簡單的運(yùn)算，實(shí)現(xiàn)ー邊使多個軸高精度地同步而進(jìn)行加減速、ー邊將各軸的位置的控制與對由驅(qū)動對象的扭轉(zhuǎn)所致的軸 間干擾カ進(jìn)行抑制那樣的控制進(jìn)行了綜合的具有寬范圍的特性的高性能的控制裝置。實(shí)施方式4.圖12是示出本發(fā)明的實(shí)施方式4中的馬達(dá)控制裝置的框圖。圖12所示的馬達(dá)控制裝置400構(gòu)成為具備前饋運(yùn)算部10P、偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20P、扭矩指令合成部30P、反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40P、以及控制偏差運(yùn)算部50P。在這樣的本實(shí)施方式4中的馬達(dá)控制裝置400中，設(shè)想壓床等用途，設(shè)想了使驅(qū)動對象移動至與加壓對象接觸的附近、之后以規(guī)定的力使驅(qū)動對象進(jìn)行對加壓對象加壓的動作的抵接控制的用途。圖13是應(yīng)用了本發(fā)明的實(shí)施方式4中的馬達(dá)控制裝置400的抵接控制系統(tǒng)的示意圖。因此，以下，首先使用圖12、圖13來說明抵接控制系統(tǒng)的動作概要。馬達(dá)121發(fā)生扭矩而進(jìn)行驅(qū)動，從而經(jīng)由滾珠螺桿等傳遞機(jī)構(gòu)133，對圖13的驅(qū)動對象131進(jìn)行驅(qū)動。馬達(dá)控制裝置400取入位置指令yc、反作用力參照值fr、模式切換信號sw以及由動作檢測器122檢測出的馬達(dá)位置y而作為輸入。然后，馬達(dá)控制裝置400通過后述運(yùn)算，將扭矩指令u輸出到電流控制器110 (在圖13中未圖示)。電流控制器110控制馬達(dá)121的電流，從而使馬達(dá)121發(fā)生與扭矩指令u對應(yīng)的扭矩。提供輸入到馬達(dá)控制裝置400的位置指令yc，以使驅(qū)動對象131移動至與加壓對象132接觸的附近。模式切換信號sw作為用于切換馬達(dá)控制裝置400進(jìn)行位置控制的位置控制模式和進(jìn)行加壓控制的加壓控制模式的信號，以使在驅(qū)動對象131接觸加壓對象132的附近由馬達(dá)控制裝置400正在進(jìn)行控制動作的時候進(jìn)行切換的方式被提供。在馬達(dá)控制裝置400切換到加壓控制模式之后，馬達(dá)控制裝置400進(jìn)行控制使驅(qū)動對象131以與反作用カ參照值fr對應(yīng)的カ對加壓對象132進(jìn)行加壓。接下來，使用前面的圖12，說明馬達(dá)控制裝置400的結(jié)構(gòu)。馬達(dá)控制裝置400內(nèi)的前饋運(yùn)算部IOP根據(jù)位置指令yc，與前面的實(shí)施方式3中的前饋運(yùn)算部IOS同樣地，運(yùn)算成為用于對馬達(dá)121的馬達(dá)位置y進(jìn)行控制的參照值的位置參照值(動作參照值)yr、和為了使馬達(dá)121以與位置參照值yr—致的方式進(jìn)行加減速而所需的扭矩作為前饋扭矩uf，并進(jìn)行輸出?？刂破钸\(yùn)算部50P將位置指令yr、馬達(dá)位置y、后述的動作校正值yh、以及模式切換信號sw作為輸入，通過后述的運(yùn)算，輸出作為通過反饋控制降低的偏差信號的控制偏差e。接下來，在偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20P中，作為包含用于使控制偏差e穩(wěn)定地降低為O的積分動作的反饋控制運(yùn)算，與前面的實(shí)施方式I中的偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20同樣地，將進(jìn)行上式(I)所示的PI (比例積分)運(yùn)算而得到的結(jié)果作為偏差補(bǔ)償扭矩ub來輸出。接下來，扭矩指令合成部30P與前面的實(shí)施方式I的扭矩指令合成部30同樣地，將偏差補(bǔ)償扭矩ub和前饋扭矩uf作為輸入，進(jìn)行使用了上式(2)所示的反饋扭矩濾波器Fb (s)的運(yùn)算，作為其結(jié)果，輸出扭矩指令U。此處，反饋扭矩濾波器Fb (s)具有如下目的將偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20P的增益設(shè)定得較高，能夠以快速的響應(yīng)來降低控制偏差e。由此，扭矩指令合成部30S中的反饋扭矩濾波器Fb (s)是在通常的位置控制中必不可少的部分，并且根據(jù)情況而具有復(fù)雜的特性。接下來，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40P將反作用力參照值fr和偏差補(bǔ)償扭矩ub作為輸入，通過與前面的實(shí)施方式I的反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40同樣的運(yùn)算，輸出動作校正值yh。即，運(yùn)算作為反作用力參照值fr與偏差補(bǔ)償扭矩Ub之差的反作用力偏差fe而作為扭矩校正量uh。而且,針對該扭矩校正量uh通過反作用力補(bǔ)償放大部42乘以規(guī)定的反作用カ補(bǔ)償增益Kh，在反作用力補(bǔ)償限制部43中輸出以規(guī)定的反作用力補(bǔ)償限制值對反作用カ補(bǔ)償放大部42的輸出的大小進(jìn)行限制而得到的結(jié)果。而且，針對反作用力補(bǔ)償限制部43的 輸出，在反作用力補(bǔ)償濾波器44中，進(jìn)行上式(3)所示的低通濾波器Fh Cs)的運(yùn)算，并將其結(jié)果作為動作校正值yh而輸出。另外，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40P與前面的實(shí)施方式I同樣地，以使低通濾波器Fh
(S)的截止頻率of與偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20Ρ的零點(diǎn)(積分増益)ω i —致的方式即如上式(4)那樣進(jìn)行設(shè)定。而且，反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40P根據(jù)作為從外部設(shè)定的參數(shù)的反作用カ補(bǔ)償頻率coh、和偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20P的控制常數(shù)，如上式(5)那樣設(shè)定反作用力補(bǔ)償增益Kh。接下來，說明與模式切換信號sw關(guān)聯(lián)的控制偏差運(yùn)算部50P的動作。首先，說明模式切換信號sw選擇了位置控制模式的情況的動作。這個情況下的控制偏差運(yùn)算部50P在前面的實(shí)施方式3中的圖9所示的控制偏差運(yùn)算部50S中，通過與使動作校正值yh成為O的情況相同的運(yùn)算，輸出控制偏差e。S卩，將對作為位置參照值yr與馬達(dá)位置y的偏差的位置偏差ye乘以位置増益Kp而得到的信號、和對位置偏差ye進(jìn)行微分而得到的信號(速度偏差)進(jìn)行相加，并將相加而得到的信號作為控制偏差e輸出。由此，馬達(dá)控制裝置400作為被稱作規(guī)范模型式控制的種類的位置控制裝置而動作。接下來，說明模式切換信號sw選擇了加壓控制模式的情況?？刂破钸\(yùn)算部50P將從動作校正值yh減去馬達(dá)位置y的微分值(即，馬達(dá)速度)而得到的值作為控制偏差e輸出。即，控制偏差運(yùn)算部50P進(jìn)行下式(14)的運(yùn)算。e=yh — s · y (14)由此，如果ー并考慮偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20P進(jìn)行PI控制的運(yùn)算的情形，則通過控制偏差運(yùn)算部50P和偏差補(bǔ)償運(yùn)算部20P的動作，馬達(dá)控制裝置400作為將動作校正值yh視為速度指令的速度PI控制而動作。而且，在加壓控制模式下，通過反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40P如上所述那樣運(yùn)算動作校正值yh，所以忽略了反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部40P中的反作用力補(bǔ)償限制部的限制動作時的反作用力參照值む至偏差補(bǔ)償扭矩ub以及馬達(dá)位置y至偏差補(bǔ)償扭矩ub的傳遞函數(shù)分別如下式(15)、(16)所示。
ub/fr= ωh/ (s+ ωh) (15)ub/y= — Kv · s · (s+ω i) / (s+ ωh) (16)此處，如果將反作用力補(bǔ)償頻率coh設(shè)為0，則上式(15)成為O。另外，上式(16)表示馬達(dá)位置y的微分值(s*y)、即針對馬達(dá)速度的PI (比例積分)特性。即，馬達(dá)控制裝置400的動作成為使速度指令成為O的速度PI控制的特性。另外，如果使反作用力補(bǔ)償頻率《h實(shí)質(zhì)上增大至無限大(由控制周期限制的最大值)，則上式(15)實(shí)質(zhì)上成為1，上式(16)實(shí)質(zhì)上成為O。即，馬達(dá)控制裝置400成為使偏差補(bǔ)償扭矩ub與反作用力參照值fr 一致的扭矩控制的特性。這樣的扭矩控制的特性例如在想要以期望的力對粘性大且不易振動的加壓對象132進(jìn)行加壓的情況下，成為適合于目的的特性。另外，在將反作用力補(bǔ)償頻率《h設(shè)定為上述中間的值的情況下，根據(jù)上式(15) 以及上式(16)，在比反作用力補(bǔ)償頻率ω h低的頻率下，具有使偏差補(bǔ)償扭矩ub與反作用力參照值fr 一致那樣的扭矩控制的特性。另一方面，在比反作用力補(bǔ)償頻率《h高的頻率下，具有使馬達(dá)121的速度接近O那樣的速度控制的特性。這樣，馬達(dá)控制裝置400具有將扭矩控制和速度控制進(jìn)行了綜合的特性。此處，例如考慮如下情況由于加壓對象132的彈性、加壓對象132的固定方法等，在使驅(qū)動對象131抵接到加壓對象132時容易產(chǎn)生振動。在這樣的情況下，通過具有將扭矩控制和速度控制進(jìn)行了綜合的特性，也能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的抵接控制以便一邊抑制該振動一邊以與反作用力參照值fr對應(yīng)的力穩(wěn)定地對加壓對象132進(jìn)行加壓。接下來，例如考慮如下情況在驅(qū)動對象131未完全到達(dá)至加壓對象132的時刻，將模式切換信號sw從位置控制模式切換到加壓控制模式。在這樣的情況下，如果使扭矩指令U或者偏差補(bǔ)償扭矩ub瞬時地與反作用力參照值fr 一致，則馬達(dá)121以及驅(qū)動對象131的速度增大，抵接時的沖擊變大。針對這樣的問題，在本實(shí)施方式3的馬達(dá)控制裝置400中，通過反作用力補(bǔ)償運(yùn)算部40P的反作用力補(bǔ)償限制部43的作用，用反作用力補(bǔ)償限制值來限制動作校正值yh的大小。另外，動作校正值yh如上所述作為速度PI控制的速度指令而動作，所以實(shí)質(zhì)上能夠使馬達(dá)121以及驅(qū)動對象131在速度控制的狀態(tài)下進(jìn)行動作以便將馬達(dá)121的速度確保為規(guī)定的限制速度。然后，在這樣的實(shí)質(zhì)上的速度控制的狀態(tài)下驅(qū)動對象131接觸到加壓對象132之后，在驅(qū)動對象131與加壓對象132之間發(fā)生壓力時，為了與其抗衡，而使偏差補(bǔ)償扭矩ub變大，接近反作用力參照值fr。由此，反作用力偏差fe、即扭矩校正量uh變小。其結(jié)果，如果由反作用力補(bǔ)償運(yùn)算部40P輸出的動作校正值yh小于限制值，則自動地轉(zhuǎn)移到上述扭矩控制的特性或者將扭矩控制和速度控制進(jìn)行了綜合的特性，能夠?qū)崿F(xiàn)使偏差補(bǔ)償扭矩ub與反作用力參照值fr 一致那樣的穩(wěn)定的抵接控制。另外，在上述說明中，說明為根據(jù)從外部輸入的模式切換信號sw來切換控制偏差運(yùn)算部50P的運(yùn)算。但是，即使不從外部輸入模式切換信號，例如通過如下那樣構(gòu)成，也能夠自動地從位置控制模式切換為加壓控制模式。作為控制偏差運(yùn)算部50P中的控制偏差e的運(yùn)算動作，始終平行地進(jìn)行作為上述位置控制模式的控制偏差e的運(yùn)算和作為上述加壓控制模式的控制偏差e的運(yùn)算，選擇兩方的運(yùn)算結(jié)果中的小的一方的值作為控制偏差運(yùn)算部50P的輸出。由此，如果在位置控制模式的動作中驅(qū)動對象131接觸到加壓對象132而發(fā)生壓力，則反作用力偏差fe、扭矩校正量uh變小。其結(jié)果，能夠?qū)崿F(xiàn)如下那樣的控制特性選擇作為加壓控制模式的控制偏差e作為控制偏差運(yùn)算部50P的輸出，在控制動作中自動地并且平滑地切換到加壓控制模式。另外，在上述中，設(shè)想加壓對象的位置被固定的用途而構(gòu)成控制偏差運(yùn)算部50P，作為加壓模式下的控制偏差運(yùn)算部50P中的運(yùn)算，如上式(14)所示，未使用位置參照值yr、其微分值的速度參照值。但是，在加壓對象的位置未固定而一邊使用馬達(dá)等進(jìn)行移動一邊 進(jìn)行加壓那樣的用途的情況下，也能夠與將帶狀材料搬運(yùn)控制設(shè)想為用途的前面的實(shí)施方式I的控制偏差運(yùn)算部50、或?qū)⒉⑿序?qū)動控制設(shè)想為用途的前面的實(shí)施方式3的控制偏差運(yùn)算部50S同樣地，使用位置參照值yr、對其進(jìn)行微分而得到的速度參照值，來進(jìn)行加壓模式下的控制偏差運(yùn)算部50P的運(yùn)算。由此，能夠容易地理解可實(shí)現(xiàn)如下控制一邊與加壓對象同步地進(jìn)行加減速移動，一邊以與反作用力參照值fr對應(yīng)的力對加壓對象132進(jìn)行加壓。另外，在比較將本實(shí)施方式4中的抵接控制設(shè)想為用途的馬達(dá)控制裝置400的結(jié)構(gòu)、與將并行驅(qū)動控制設(shè)想為用途的前面的實(shí)施方式3中的從動軸控制部310的結(jié)構(gòu)時，只是控制偏差運(yùn)算部50P的運(yùn)算和控制偏差運(yùn)算部50S的運(yùn)算稍微不同。另外，相比于將帶狀材料搬運(yùn)控制設(shè)想為用途的前面的實(shí)施方式I中的馬達(dá)控制裝置100，雖然位置控制和速度控制有差異，但結(jié)構(gòu)幾乎相同。因此，針對這些寬范圍的用途，能夠通過I個軟件不增加計算量而實(shí)現(xiàn)適合于這些多樣的用途的高性能的控制，能夠防止馬達(dá)控制裝置的成本增大。如上所述，根據(jù)實(shí)施方式4，通過具有上述那樣的結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)位置控制、速度控制的特性、扭矩控制的特性、將它們進(jìn)行了綜合的控制的特性、這些控制特性的平滑的切換這樣的寬范圍的控制特性。其結(jié)果，通過不增加成本的簡單的運(yùn)算，就能夠?qū)崿F(xiàn)適合于抵接控制的用途的高性能的控制。另外，關(guān)于反作用力參照值fr，從上述實(shí)施方式f 4也可知，包括作為規(guī)定值從外部輸入到馬達(dá)控制裝置內(nèi)的情況、和通過馬達(dá)控制裝置內(nèi)的規(guī)定的運(yùn)算而生成為規(guī)定值的情況這兩者。
權(quán)利要求
1.ー種馬達(dá)控制裝置，根據(jù)針對作為速度或者位置的馬達(dá)的動作的動作指令、和作為所述動作的檢測結(jié)果的馬達(dá)動作檢測值，對所述馬達(dá)的電流控制器輸出驅(qū)動カ指令，其特征在于，具備 前饋運(yùn)算部，根據(jù)所述動作指令，運(yùn)算作為針對所述馬達(dá)的所述動作的參照信號的動作參照值和前饋驅(qū)動力； 偏差補(bǔ)償運(yùn)算部，將通過規(guī)定的運(yùn)算而決定的控制偏差作為輸入，使用預(yù)先設(shè)定的控制常數(shù)，以降低所述控制偏差的方式進(jìn)行包括積分運(yùn)算的控制運(yùn)算，并將進(jìn)行控制運(yùn)算得到的結(jié)果作為偏差補(bǔ)償驅(qū)動カ而輸出； 驅(qū)動カ指令合成部，根據(jù)所述前饋驅(qū)動力和所述偏差補(bǔ)償驅(qū)動力，通過穩(wěn)定的特性成為它們的相加的運(yùn)算，輸出針對所述電流控制器的所述驅(qū)動力指令； 反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部，根據(jù)規(guī)定的反作用力參照值和所述偏差補(bǔ)償驅(qū)動力，運(yùn)算動作校正值；以及 控制偏差運(yùn)算部，根據(jù)所述動作參照值與所述馬達(dá)動作檢測值的偏差以及所述動作校正值，運(yùn)算所述控制偏差。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在干， 所述驅(qū)動力指令合成部通過針對所述偏差補(bǔ)償驅(qū)動カ去除規(guī)定的頻率分量的運(yùn)算，運(yùn)算所述驅(qū)動カ指令。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或者2所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在干， 所述反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部具備 驅(qū)動カ校正量運(yùn)算部，通過所述反作用力參照值與所述偏差補(bǔ)償驅(qū)動カ的比較，運(yùn)算驅(qū)動カ校正量；以及 反作用力補(bǔ)償放大部，對所述驅(qū)動カ校正量乘以反作用力補(bǔ)償增益， 根據(jù)所述反作用力補(bǔ)償放大部的輸出，運(yùn)算所述動作校正值。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在干， 所述反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部還具備反作用力補(bǔ)償限制器，該反作用力補(bǔ)償限制器將以規(guī)定的大小對所計算出的所述動作校正值的輸出進(jìn)行了限制之后的值作為動作校正值而輸出。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或者4所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在干， 所述偏差補(bǔ)償運(yùn)算部通過對所述控制偏差進(jìn)行比例積分運(yùn)算而輸出所述偏差補(bǔ)償驅(qū)動力， 所述反作用力補(bǔ)償運(yùn)算部具備使低通濾波器作用于所述反作用力補(bǔ)償放大部的輸出的反作用力補(bǔ)償濾波器，根據(jù)所述偏差補(bǔ)償運(yùn)算部的零點(diǎn)來設(shè)定所述低通濾波器的極點(diǎn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3或者4所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在干， 所述偏差補(bǔ)償運(yùn)算部通過使所述控制偏差至所述偏差補(bǔ)償驅(qū)動カ的傳遞函數(shù)成為積分特性的運(yùn)算，運(yùn)算所述偏差補(bǔ)償驅(qū)動カ。
7.根據(jù)權(quán)利要求:Te中的任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在干， 所述反作用力補(bǔ)償運(yùn)算部根據(jù)所述偏差補(bǔ)償運(yùn)算部的控制常數(shù)，設(shè)定所述反作用カ補(bǔ)償增益。
8.根據(jù)權(quán)利要求廣7中的任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在干，還具備主軸控制部，該主軸控制部生成針對與所述馬達(dá)機(jī)械地連結(jié)了的主軸馬達(dá)的電流控制器的主軸驅(qū)動力指令， 所述主軸控制部將與所述主軸驅(qū)動カ指令具有規(guī)定的關(guān)系的信號作為所述規(guī)定的反作用力參照值而輸出到所述反作用カ補(bǔ)償運(yùn)算部。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在干， 所述主軸控制部具備 主軸前饋運(yùn)算部，根據(jù)所述動作指令，運(yùn)算作為針對所述主軸馬達(dá)的動作的參照信號的主軸動作參照值和主軸前饋驅(qū)動カ； 主軸控制偏差運(yùn)算部，通過從所述主軸動作參照值減去檢測所述主軸馬達(dá)的所述動作 而得到的主軸馬達(dá)動作檢測值，來運(yùn)算主軸控制偏差； 主軸偏差補(bǔ)償運(yùn)算部，將所述主軸控制偏差作為輸入，將以降低所述主軸控制偏差的方式進(jìn)行控制運(yùn)算而得到的結(jié)果作為主軸偏差補(bǔ)償驅(qū)動カ而輸出；以及 主軸驅(qū)動力指令合成部，根據(jù)所述主軸前饋驅(qū)動カ和所述主軸偏差補(bǔ)償驅(qū)動力，運(yùn)算針對所述主軸馬達(dá)的電流控制器的所述主軸驅(qū)動カ指令并輸出， 將所述主軸偏差補(bǔ)償驅(qū)動力作為所述規(guī)定的反作用力參照值而輸出到所述反作用力補(bǔ)償運(yùn)算部。
10.根據(jù)權(quán)利要求廣7中的任意一項(xiàng)所述的馬達(dá)控制裝置，其特征在干， 所述控制偏差運(yùn)算部根據(jù)規(guī)定的模式切換信號，在控制動作中切換不使用所述動作校正值而運(yùn)算所述控制偏差的第I模式與根據(jù)所述動作校正值進(jìn)行所述控制偏差的運(yùn)算的第2模式，輸出所述控制偏差。
全文摘要
提供一種馬達(dá)控制裝置，能夠廣泛地對應(yīng)于具有將針對馬達(dá)的位置、速度這樣的動作的要求和與馬達(dá)的驅(qū)動力相關(guān)的要求進(jìn)行了綜合的要求的用途，通過簡單的運(yùn)算實(shí)現(xiàn)寬范圍并且高性能的特性。具備前饋運(yùn)算部(10)，根據(jù)動作指令運(yùn)算動作參照值和前饋驅(qū)動力；偏差補(bǔ)償運(yùn)算部(20)，通過降低控制偏差的控制運(yùn)算輸出偏差補(bǔ)償驅(qū)動力；驅(qū)動力指令合成部(30)，根據(jù)前饋驅(qū)動力和偏差補(bǔ)償驅(qū)動力輸出驅(qū)動力指令；反作用力補(bǔ)償運(yùn)算部(40)，根據(jù)規(guī)定的反作用力參照值和偏差補(bǔ)償驅(qū)動力運(yùn)算動作校正值；以及控制偏差運(yùn)算部(50)，根據(jù)動作參照值與馬達(dá)動作檢測值的偏差以及動作校正值運(yùn)算控制偏差。
文檔編號H02P5/00GK102725956SQ20118000733
公開日2012年10月10日 申請日期2011年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月27日
發(fā)明者上田浩一郎, 丸下貴弘, 五十嵐裕司, 前川清石, 池田英俊 申請人:三菱電機(jī)株式會社