CN103916068A - 马达控制装置、马达控制方法及机械系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种马达控制装置、马达控制方法及机械系统，在抑制机械振动的同时，抑制机械定位时发生过冲。一种马达控制装置，其具备：位置环路增益，根据位置指令和马达位置来生成速度指令；速度环路增益，根据速度指令和马达速度来生成转矩指令；及马达驱动部，根据转矩指令来驱动线性马达，其是通过线性马达来驱动安装有加速度传感器的机械的马达控制装置，其具备：一阶低通滤波器及第2加速度反馈增益，根据加速度传感器的检测信号即加速度检测信号，生成针对速度指令的第2加速度反馈信号；以及位置指令滤波器，被输入位置指令，可抑制机械的低频振动。

Description

马达控制装置、马达控制方法及机械系统

技术领域

本发明所公开的实施方式涉及一种马达控制装置、马达控制方法及机械系统。

背景技术

专利文献1中公开有一种构成，在通过进行位置反馈控制和速度反馈控制的马达控制装置来驱动马达，进行与该马达连结的机械的定位控制的构成中，通过将安装于该机械的加速度传感器的加速度信号反馈给马达控制装置的速度指令而得到机械的振动抑制功能。

专利文献1：日本国特开2009-159774号公报

在上述现有技术中，虽然机械的振动得到抑制，但是由于在机械的定位时发生过冲，因此根据马达控制装置的用途存在改善的余地。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而进行的，其目的在于提供一种马达控制装置、马达控制方法及机械系统，在抑制机械振动的同时，可抑制机械定位时发生过冲。

为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，应用一种马达控制装置，其具备：位置控制部，根据位置指令和马达位置来生成速度指令；速度控制部，根据所述速度指令和马达速度来生成转矩指令；及马达驱动部，根据所述转矩指令来驱动马达，其是通过所述马达来驱动安装有加速度传感器的机械的马达控制装置，其特征在于，具备：加速度反馈信号生成部，根据所述加速度传感器的检测信号即加速度检测信号，生成针对所述速度指令的反馈信号；及位置指令滤波器，被输入所述位置指令，可抑制所述机械的低频振动。

为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，应用一种马达控制方法，其是由马达控制装置执行的马达控制方法，该马达控制装置具备：位置控制部，根据位置指令和马达位置来生成速度指令；速度控制部，根据所述速度指令和马达速度来生成转矩指令；及马达驱动部，根据所述转矩指令来驱动马达，其通过所述马达来驱动机械，其特征在于，执行：加速度反馈信号生成步骤，根据安装于所述机械的加速度传感器的检测信号即加速度检测信号，生成针对所述速度指令的反馈信号；及位置指令滤波器步骤，对所述位置指令进行滤波，以抑制所述机械的低频振动。

为了解决上述课题，根据本发明的一个观点，应用一种机械系统，其具备：马达控制装置，具备根据位置指令和马达位置来生成速度指令的位置控制部、根据所述速度指令和马达速度来生成转矩指令的速度控制部、根据所述转矩指令来驱动马达的马达驱动部；马达，被所述马达控制装置驱动；及机械，安装有加速度传感器且被所述马达驱动，其特征在于，所述马达控制装置具备：加速度反馈信号生成部，根据所述加速度传感器的检测信号即加速度检测信号，生成针对所述速度指令的反馈信号；及位置指令滤波器，被输入所述位置指令，可抑制所述机械的低频振动。

根据本发明的马达控制装置、马达控制方法及机械系统，在抑制机械振动的同时，可抑制机械定位时发生过冲。

附图说明

图1是表示一个实施方式所涉及的具备马达控制装置的机械系统的简略构成的图。

图2是以传递函数形式表示机械系统的控制系统模型的图。

图3是表示最理想地进行加速度反馈控制时的控制系统模型的图。

图4是表示使加速度反馈控制无效时的阶跃响应的图。

图5是表示使加速度反馈控制有效时的阶跃响应的图。

图6是表示使位置环路增益变化时的阶跃响应的图。

图7是表示将一阶低通滤波器用于加速度反馈控制时的控制系统模型的图。

图8是表示积分器和一阶低通滤波器的频率特性的伯德图。

图9是表示分别使用积分器和一阶低通滤波器时的阶跃响应的图。

图10是将图7所示的控制系统模型替换为其它构成的图。

图11是表示图10的传递函数的极点配置的图。

图12是放大表示图11中的A部的图。

图13是表示设置有仅消去传递函数的零点的位置指令滤波器时的控制系统模型的图。

图14是表示使用仅消去零点的位置指令滤波器时的阶跃响应的图。

图15是表示使时间常数变化时的阶跃响应的图。

图16是表示设置有在零点和极点双方消去整个偶极子的偶极子消去滤波器时的阶跃响应的图。

图17是表示使用偶极子消去滤波器时的阶跃响应的图。

图18是表示使用偶极子消去滤波器时的原点附近的极点配置的图。

图19是表示使用偶极子消去滤波器时的阶跃响应的速度的图。

图20是表示将高通滤波器用于加速度反馈控制时的控制系统模型的图。

图21是表示机械中的二自由度振动模式的图。

图22是表示对应于二自由度振动马达时的控制系统模型的图。

符号说明

1-上位控制装置；2-马达控制装置；3-机械；11-线性马达（相当于马达）；12-弹性杆；13-末端执行器；14-加速度传感器；21、21B-位置指令滤波器（相当于第1偶极子消去滤波器）；21a-位置指令滤波器；21A-高通滤波器用位置指令滤波器（相当于第2偶极子消去滤波器）；22-第1加减法部；23-第2加减法部；24-第3加减法部；25-马达模型；26-积分器；27、27A-机械模型；28、28A-一阶低通滤波器；29-加速度积分器；31-一阶高通滤波器；Kf1-第1加速度反馈增益；Kf2-第2加速度反馈增益（相当于增益）；Kf3-第3加速度反馈增益；Kf4-第4加速度反馈增益（相当于增益）；Kp-位置环路增益（相当于位置控制部）；Kv-速度环路增益（相当于速度控制部）；S-机械系统。

具体实施方式

以下，参照附图对一个实施方式进行说明。

<机械系统的构成>

首先，利用图1，对一个实施方式所涉及的具备马达控制装置的机械系统的简略构成进行说明。如图1所示，本实施方式的例子的机械系统S是将连结于线性马达11的可动平台11b的连杆定位控制于该线性马达11的直动方向上的规定位置的系统，由上位控制装置1、马达控制装置2及机械3构成。上位控制装置1向马达控制装置2输出位置指令，其用于将后述的机械的末端执行器定位于规定位置。马达控制装置2根据从上位控制装置1输入的位置指令对所连接的线性马达11的驱动进行控制。

机械3具备：直动式马达即线性马达11，具备定子11a和可动平台11b；弹性杆12，垂直设置在该可动平台11b上；末端执行器13，固定在该弹性杆12的上端；及加速度传感器14，设置在该末端执行器13上。弹性杆12是由弹性材料构成的足够长的棱柱部件，末端执行器13是具有规定质量的部件。由于上述弹性杆12和末端执行器13的结合体的整体刚性低，因此容易产生如下机械振动，即因线性马达11的可动平台11b在其移动中突然停止而以弹性杆12的设置部分为中心摇动。

在本实施方式的例子中，上述加速度传感器14被安装于末端执行器13的摇动方向，也就是线性马达11的可动平台11b的移动方向上的一侧的端面上，检测出该末端执行器13的摇动方向的加速度。该加速度传感器14的检测信号即加速度检测信号被输入至马达控制装置2。另外，线性马达11的可动平台11b上设置有并未特别图示的位置检测器，由该位置检测器检测出位置检测信号并输入至马达控制装置（通过马达控制装置对位置进行近似微分而生成速度）。马达控制装置2根据从上位控制装置1输入的位置指令向线性马达11供给驱动电力，以使可动平台11b进行定位移动，同时参照来自可动平台11b的速度检测信号和来自加速度传感器14的加速度检测信号来控制驱动电流，以抑制上述末端执行器13的振动。

<本实施方式的例子的机械系统的控制系统模型>

图2以传递函数形式表示本实施方式的例子的机械系统S的控制系统模型。另外，为了避免图示复杂，以尽可能省略上位控制装置1、电流控制环路等而简化后的模型进行表示。在该图2中，机械系统S具有位置指令滤波器21、第1加减法部22、位置环路增益Kp、第2加减法部23、第3加减法部24、速度环路增益Kv、马达模型25、积分器26、机械模型27、第1加速度反馈增益Kf1、一阶低通滤波器28及第2加速度反馈增益Kf2。

在本实施方式中，位置指令滤波器21由在分母上具有第1时间常数T1且在分子上具有第2时间常数T2的传递函数((T2·s+1)/(T1·s+1))的滤波器构成，将来自上位控制装置1的位置指令输入至该位置指令滤波器21，将其输出输出至第1加减法部22。另外，与该位置指令滤波器21的功能等同执行的软件的程序相当于各技术方案记载的位置指令滤波器步骤。

第1加减法部22从由位置指令滤波器21输入的位置指令减去后述的马达位置Pfb从而求出其偏差。将在该偏差上乘以位置环路增益Kp后的值作为速度指令Vref而输出至第2加减法部23。另外，该位置环路增益Kp相当于各技术方案记载的位置控制部。

第2加减法部23从由位置环路增益Kp输出的速度指令Vref减去后述的第1加速度反馈信号和第2加速度反馈信号而求出其偏差。

第3加减法部24从由第2加减法部23输出的偏差减去后述的马达速度Vfb而求出其偏差。将在该偏差上乘以速度环路增益Kv后的值作为转矩指令Tref而输出至马达模型25。另外，该速度环路增益Kv相当于各技术方案记载的速度控制部。

马达模型25是模拟本实施方式的例子中的上述线性马达11的模型（为了简单而使惯量J=1），由对从速度环路增益Kv输入的转矩指令Tref进行积分的积分器（1/s）构成。由此，马达模型25输出马达速度Vfb（上述可动平台11b的移动速度）。该马达速度Vfb被分别输入至上述第3加减法部24和机械模型27。

在本实施方式中，机械模型27由相当于上述图1所示的可动平台11b、弹性杆12、末端执行器13及加速度传感器14的结合体的传递函数((wr²s)/(s²+wr²))表示。通过向该机械模型27输入上述马达速度Vfb，从而输出相当于由加速度传感器14检测出的加速度检测信号的信号。

在上述机械模型27输出的加速度检测信号上乘以第1加速度反馈增益Kf1，将该值作为第1加速度反馈信号而输入至上述第2加减法部23。

在本实施方式中，一阶低通滤波器28由在分母和分子上具有第1时间常数T1的传递函数(T1/(T1·s+1))表示。将上述机械模型27输出的加速度检测信号输入至该一阶低通滤波器28，将在其输出上乘以第2加速度反馈增益Kf2后的值作为第2加速度反馈信号而输入至上述第2加减法部23。另外，第2加速度反馈增益Kf2相当于各技术方案记载的增益，第2加速度反馈信号相当于各技术方案记载的反馈信号，一阶低通滤波器28和第2加速度反馈增益Kf2相当于各技术方案记载的加速度反馈信号生成部。另外，与一阶低通滤波器28和第2加速度反馈增益Kf2的功能等同执行的软件的程序相当于各技术方案记载的加速度反馈信号生成步骤。

另外，将上述马达模型25输出的马达速度Vfb输入至积分器26后，其输出成为线性马达11的可动平台11b的位置也就是马达位置Pfb，将该马达位置Pfb输入至上述第1加减法部22。

在以上的控制系统的构成中，构成为与P-P反馈控制一起还结合进行加速度反馈控制，其中，该P-P反馈控制基于跟踪位置指令Pref的输入的位置控制系统的P反馈环路（以下称为位置控制系统环路）及速度控制系统的P反馈环路（以下称为速度控制系统环路），该加速度反馈控制将在加速度检测信号上介由适当的增益Kf1、Kf2和一阶低通滤波器28后的第1加速度反馈信号和第2加速度反馈信号反馈至速度控制系统环路。另外，该图2所示的控制系统模型中除马达模型25和机械模型27以外的部分相当于马达控制装置2。另外，虽然并未特别图示，但是在马达控制装置2中还具备针对转矩指令的电流控制系统的反馈环路。该电流控制系统的反馈环路的模型（未图示）相当于各技术方案记载的马达驱动部。

以上构成的本实施方式的机械系统S与用于生成第2加速度反馈信号而设置的一阶低通滤波器28相应地设置位置指令滤波器21，通过介由该位置指令滤波器21输入来自上位控制装置1的位置指令Pref，可以抑制机械3产生低频振动。以下，依次说明其理由。

<对于机械中的低频振动的产生原因>

首先，对机械3中的低频振动的产生原因进行说明。图3示出最理想地进行加速度反馈控制时的控制系统模型。在该图3中，与上述图2所示的控制系统模型的不同之处在于，具备加速度积分器29以代替用于生成第2加速度反馈信号的一阶低通滤波器28，进而未设置位置指令滤波器21而是将来自上位控制装置1的位置指令Pref直接输入至第1加减法部22。另外，对机械模型27输出的信号进行二阶积分而检测出成为最终控制对象的末端执行器13的位置（以下称为负载位置）。另外，作为对比例还设想不反馈第1、第2加速度反馈信号的情况，也就是使上述加速度反馈控制无效的情况，从而还设置有2个开关SW1、SW2，可切换有无向上述第2加减法部23输入第1、第2加速度反馈信号。

在该图3所示的控制系统模型中，在使2个开关SW1、SW2处于截断状态而使加速度反馈控制无效时，在上述负载位置的阶跃响应中产生如图4所示的振动。与此相对，在使2个开关SW1、SW2处于连接状态而使加速度反馈控制有效时，如图5所示，同一阶跃响应快速地稳定。这是因为通过用加速度积分器29对机械模型27输出的加速度检测信号进行一阶积分，从而可以将加速度反馈信号（第2加速度反馈信号）生成为对应于速度指令的适当的信号，加速度反馈控制理想地发挥作用。另外，虽然节省详细的说明，但是在加速度检测信号上未介由加速度积分器29而仅乘以第1加速度反馈增益Kf1后的第1加速度反馈信号也一并用于加速度反馈控制，其也在位置控制的减振功能上有效。

另外，该阶跃响应的反应速度、稳定度还依赖于上述位置环路增益Kp、速度环路增益Kv。例如在使位置环路增益Kp变化时，如图6所示，阶跃响应的速度发生变化，还根据位置环路增益Kp的值而产生振动。因此，通过根据公知的系数图法等适当地设定位置环路增益Kp、速度环路增益Kv、第1加速度反馈增益Kf1及第2加速度反馈增益Kf2各自的值，从而可实现理想的加速度反馈控制。

但是，由于实际安装上的状况而实际上很难使用加速度积分器29来进行加速度反馈控制。具体而言，是因为加速度积分器29累积AD转换时的直流偏移、漂移，因此，结果上产生相对于位置指令的位置偏差。于是，如图7所示，可以考虑使用频率特性相似的一阶低通滤波器28代替加速度积分器29来生成第2加速度反馈信号的构成。如上所述，该一阶低通滤波器28是由在分母和分子上具有第1时间常数T1的传递函数(T1/(T1·s+1))表示的滤波器，如图8的伯德图所示，由于频率增益特性与加速度积分器29（1/s）近似，因此可以考虑进行代用。使用该一阶低通滤波器28进行加速度反馈控制时，如图9所示，阶跃响应稳定。但是，如果与使用加速度积分器29时相比，则由图示可知，产生过冲即机械3的低频振动。

于是，根据本次的研讨，得到了新的见解，即将一阶低通滤波器28用于加速度反馈控制时产生低频振动的原因是极点配置中的偶极子的形成所引起的。对此，以下依次进行说明。

<对于偶极子的形成>

在此，试着将上述图7所示的控制系统模型替换为图10的构成的控制系统模型。另外，图中的Gv(s)相当于上述图7中的包括第3加减法部24、速度环路增益Kv、马达模型25的速度控制系统环路整体的传递函数，其输出相当于马达速度Vfb。另外，图中的P(s)相当于机械模型27的传递函数，但是其输出相当于末端执行器13的移动速度也就是负载速度。加速度传感器14对该负载速度进行一阶微分而检测出加速度检测信号。另外，通过对马达速度Vfb进行一阶积分而得到马达位置Pfb，通过对负载速度进行一阶积分而求出负载位置。另外，为了便于计算，在该图10的控制系统模型中，用(1/(T·s+1))来简化一阶低通滤波器28的传递函数。

在以上的控制系统模型中，对位置指令Pref至负载位置为止的整体的传递函数G(s)进行整理后，则如下所示。

$G\left(s\right)=\frac{G_v\left(s\right)P\left(s\right)K_p(\mathrm{Ts}+1)}{[(\mathrm{Ts}+1)+G_v\left(s\right)P\left(s\right)\{K_{f1}(\mathrm{Ts}+1)+K_{f2}\left\}s\right]s+G_v\left(s\right)K_p(\mathrm{Ts}+1)}\&CenterDot;\&CenterDot;\&CenterDot;\left(1\right)$

由该式（1）可知，在传递函数G(s)的分子中放入一阶低通滤波器28的分母。即，式（1）中一阶低通滤波器28的截止频率(-1/T(rad/s))成为该传递函数G(s)的零点。另外，在传递函数G(s)的分母中也放入多个一阶低通滤波器28的分母，这些截止频率对该传递函数G(s)的多个极点产生影响。图11中示出这些极点配置的例子。另外，在该图11中，仅为参考还一并示出将加速度积分器29用于加速度反馈控制时（上述图3的控制系统模型的情况）的极点配置。而且，放大该图11的原点附近的A部后的图成为图12。

可知在该图12的原点以外的位置上，1个极点位于一阶低通滤波器28所产生的零点附近。通常，如此在极点位于零点附近的偶极子的配置关系成立的情况下，当零点位于比极点慢的位置（离原点近的配置）时，在阶跃响应中发生成为低频振动的过冲。据此，可知在将一阶低通滤波器28用于加速度反馈控制时，由于在控制系统整体的传递函数G(s)的极点配置中存在成为偶极子配置关系的零点和极点，因此在机械3中产生低频振动。

<低频振动的抑制对策其一：消去偶极子的零点>

如以上的研讨，为了抑制因偶极子的原因而产生的低频振动，作为最简便的方法，可以考虑消去偶极子的零点。作为对此的一个构成，设置位置指令滤波器21，其具有与一阶低通滤波器28的时间常数相同的时间常数。具体而言，如图13所示，设置位置指令滤波器21a(1/(T·s+1)，其在分母中具有与一阶低通滤波器28(T/(T·s+1))的分母的时间常数T相同的时间常数T，将位置指令Pref介由该位置指令滤波器21a输入至第1加减法部22即可。根据该构成，如图14所示，可在阶跃响应中抑制低频振动即过冲。但是，由于该位置指令滤波器21a成为一阶滞后要素，因此阶跃响应的速度变慢。但是，通过适当调节位置指令滤波器21a中的时间常数T，从而如图15所示，也可以适当调节阶跃响应的速度。另外，由于根据位置指令滤波器21a的时间常数的调节状况而有时也会发生过冲，因此需要通过前述的系数图法等适当地进行调节。

<低频振动的抑制对策其二：消去偶极子的零点和极点双方>

另外，通过还一并消去与零点处于偶极子配置关系的极点，从而可以对消偶极子整体，可以抑制机械3的低频振动，并加快响应。具体而言，如图16所示，在位置指令滤波器21的分母中具备与一阶低通滤波器28(T1/(T1·s+1))的分母的第1时间常数T1相同的第1时间常数T1，在位置指令滤波器21的分子中具备可消去上述传递函数G(s)的极点的第2时间常数T2即可。但是，由第2时间常数T2消去的极点需要是传递函数G(s)具有的多个极点中相对于零点处于偶极子配置关系的极点。由于不容易明确地计算出该消去对象的极点，因此第2时间常数T2需要在固定第1时间常数T1的基础上进行适当调节而设定。如此构成的位置指令滤波21((T2·s+1)/(T1·s+1))尤其作为偶极子消去滤波器而发挥作用。另外，该偶极子消去滤波器相当于各技术方案记载的第1偶极子消去滤波器。

根据设置有该偶极子消去滤波器21的构成，如图17所示，可得到与使用加速度积分器29时的理想的加速度反馈控制接近的阶跃响应。另外，如对应于上述图12的图18所示，在传递函数G(s)中成为偶极子配置关系的零点和极点分别被偶极子消去滤波器21自身的极点和零点相互抵消，也就是控制系统整体的偶极子被对消。由此，机械3中的低频振动大致完全被抑制。另外，由于该偶极子消去滤波器21自身是具有处于偶极子配置关系的零点和极点的滤波器，因此几乎没有滤波器滞后。由此，如图19所示，阶跃响应的速度也成为接近理想的速度。因而，从图16的构成去掉负载位置的检测构成后的上述图2的控制系统模型不将加速度积分器29用于加速度反馈控制便能实现抑制了低频振动的滞后少的阶跃响应。

如以上说明，根据本实施方式的马达控制装置2及机械系统S，生成基于加速度检测信号的第2加速度反馈信号，具备位置指令滤波器21，其被输入位置指令Pref，可抑制机械3的低频振动。由此，在抑制刚性低的机械3的振动的同时，可抑制机械3定位时发生过冲。

另外，根据本实施方式，使加速度检测信号介由一阶低通滤波器28及第2加速度反馈增益Kf2从而生成加速度反馈信号，位置指令滤波器21在其传递函数中具有与一阶低通滤波器28的时间常数T1相同的时间常数T1。由此，位置指令滤波器21可消去传递函数G(s)的零点，可抑制机械3定位时发生过冲。

另外，根据本实施方式，位置指令滤波器21由偶极子消去滤波器构成，在其传递函数中，在分母中具有与一阶低通滤波器28的时间常数T1相同的第1时间常数T1，在分子中具有可消去传递函数G(s)的极点的第2时间常数T2。由此，在传递函数G(s)中成为偶极子配置关系的零点和极点分别被偶极子消去滤波器即位置指令滤波器21自身的极点和零点相互抵消，即控制系统整体的偶极子被对消。由此，机械3中的低频振动大致完全被抑制。另外，由于位置指令滤波器21自身是具有处于偶极子配置关系的零点和极点的滤波器，因此几乎没有滤波器滞后，且阶跃响应的速度也成为接近理想的速度。

另外，作为具体的构成，并不局限于上述实施方式，可在不脱离其主旨及技术思想的范围内实施各种变形。以下，依次说明这种变形例。

（1）在加速度反馈控制中具备高通滤波器的情况

在上述实施方式中，根据加速度检测信号仅通过一阶低通滤波器28和第2加速度反馈增益Kf2生成了第2加速度反馈信号。但是，由于加速度传感器14无法准确地测定额定测定范围下限以下的频率，因此可以考虑如下构成，相对于一阶低通滤波器28串联设置一阶高通滤波器，排除无法准确测定的低频成分的影响。此时，也可以进一步具备高通滤波器用位置指令滤波器21A，可消去由该一阶高通滤波器产生的零点、极点。

例如，如对应于上述图2的图20所示，将机械模型27输出的加速度检测信号输入至一阶高通滤波器31，将其输出输入至一阶低通滤波器28。另外，将来自上述控制装置1的位置指令Pref输入至高通滤波器用位置指令滤波器21A，将其输出输入至位置指令滤波21。由于其它的构成与上述图2一样，因此省略说明。另外，位置指令滤波器21和高通滤波器用位置指令滤波器21A相对于各技术方案记载的位置指令滤波器。

一阶高通滤波器31由在分母和分子中具有第1高通滤波器时间常数Th1的传递函数Th1·s/(Th1·s+1)表示。

高通滤波器用位置指令滤波器21A由传递函数((Th2·s+1)/(Th1·s+1))的滤波器构成，在其分母上具有与一阶高通滤波器31在分母上具有的时间常数相同的第1高通滤波器时间常数Th1，在其分子中具有第2高通滤波器时间常数Th2。

在如此构成的控制系统模型中，在输入至第1加减法部22的位置指令至机械3的负载位置为止的传递函数G(s)中，在生成与一阶低通滤波器28的第1时间常数对应的零点和极点的偶极子的同时，还一并生成与一阶高通滤波器31的第1高通滤波器时间常数Th1对应的零点和极点的偶极子。在高通滤波器用位置指令滤波器21A中，通过适当调节分子的第2高通滤波器时间常数Th2，从而可以通过该高通滤波器用位置指令滤波器21A消去与第1高通滤波器时间常数Th1对应的零点和极点的偶极子。由此，位置指令滤波器21及高通滤波器用位置指令滤波器21A完全消去传递函数G(s)的偶极子，可在控制系统整体中抑制低频振动。另外，第1高通滤波器时间常数Th1相当于各技术方案记载的第3时间常数，第2高通滤波器时间常数Th2相当于各技术方案记载的第4时间常数，高通滤波器用位置指令滤波器21A相当于各技术方案记载的第2偶极子消去滤波器。

（2）机械以多自由度振动模式进行振动的情况

在上述实施方式中，如图21的点划线所示，以如下情况为前提，即机械3的末端执行器13以仅单纯摇动的单自由度振动模式进行振动。但是，根据机械3的参数设定，如图中的实线所示，存在弹性杆12和末端执行器13以个别振动的多自由度振动模式进行振动的情况。此时，在构成机械3的弹性杆12和末端执行器13的2个连杆中，在各自振幅最大的部分上设置加速度传感器14。在该例中，在弹性杆12的振动节部即腹部以及末端执行器13的移动方向一侧的端面上分别设置加速度传感器14。而且，与来自各加速度传感器14的加速度检测信号分别对应而并联进行加速度反馈控制即可。

此时，如对应于上述图2的图22所示，并联设置第1加速度反馈环路和第2加速度反馈环路，其中，第1加速度反馈环路具备第1机械模型27、第1加速度反馈增益Kf1、第1低通滤波器28及第2加速度反馈增益Kf2，第2加速度反馈环路具备第2机械模型27A、第3加速度反馈增益Kf3、第2低通滤波器28A及第4加速度反馈增益Kf4。另外，串联设置对应于第1加速度反馈环路的第1位置指令滤波器21以及对应于第2加速度反馈环路的第2位置指令滤波器21B。

在如此构成的控制系统模型中，在输入至第1加减法部22的位置指令Pref至机械3的负载位置为止的传递函数G(s)中，在生成与第1低通滤波器28的第1时间常数T1对应的零点和极点的偶极子的同时，还一并生成与第2低通滤波器28A的第3时间常数T3对应的零点和极点的偶极子。通过在各位置指令滤波器21、21B各自的分母中分配第1时间常数T1、第3时间常数T3而消去各零点，通过适当调节各自分子的第2时间常数T2、第4时间常数T4而消去各极点。由此，各位置指令滤波器21、21B完全消去传递函数G(s)的偶极子，可在控制系统整体中抑制低频振动。另外，即使构成机械3的连杆数为3以上，也只要将加速度传感器14、加速度反馈环路及位置指令滤波器21分别设置为与机械3的连杆数数目相同即可。

另外，虽然在上述实施方式、各变形例中，以机械3的驱动用传动装置使用直动式的线性马达11的情况进行了说明，但是不限于此。其它虽未特别图示，但是也可以是使用旋转式马达及滚珠丝杠等来驱动可动平台的机械构成。此时，在机械系统S的控制系统模型中，仅适当变更机械模型27的内容便能够将马达模型25直接利用为旋转式马达的模型。

除以上已经说明的以外，也可以适当组合上述实施方式、各变形例的方法而加以利用。此外，虽未一一例示，但是上述实施方式、各变形例可在不脱离其主旨的范围内施加各种变更来进行实施。

Claims (8)

1.一种马达控制装置，其具备：位置控制部，根据位置指令和马达位置来生成速度指令；速度控制部，根据所述速度指令和马达速度来生成转矩指令；及马达驱动部，根据所述转矩指令来驱动马达，其是通过所述马达来驱动安装有加速度传感器的机械的马达控制装置，其特征在于，具备：

加速度反馈信号生成部，根据所述加速度传感器的检测信号即加速度检测信号，生成针对所述速度指令的反馈信号；

及位置指令滤波器，被输入所述位置指令，可抑制所述机械的低频振动。

2.根据权利要求1所述的马达控制装置，其特征在于，

所述加速度反馈信号生成部具有一阶低通滤波器和增益，使所述加速度检测信号介由所述一阶低通滤波器及所述增益从而生成所述反馈信号，

所述位置指令滤波器在其传递函数中具有与所述一阶低通滤波器的时间常数相同的时间常数。

3.根据权利要求2所述的马达控制装置，其特征在于，

所述位置指令滤波器具备第1偶极子消去滤波器，在其传递函数中，在分母中具有第1时间常数以及在分子中具有第2时间常数，

所述第1时间常数与所述一阶低通滤波器的时间常数相同，所述第2时间常数是能够消去所述位置指令至所述机械的位置为止的传递函数的极点的时间常数。

4.根据权利要求2或3所述的马达控制装置，其特征在于，

所述加速度反馈信号生成部还具有与所述一阶低通滤波器串联配置的一阶高通滤波器，

所述位置指令滤波器在其传递函数中具有与所述一阶高通滤波器的时间常数相同的时间常数。

5.根据权利要求4所述的马达控制装置，其特征在于，

所述位置指令滤波器还具备第2偶极子消去滤波器，在其传递函数中，在分母中具有第3时间常数以及在分子中具有第4时间常数，

所述第3时间常数与所述一阶高通滤波器的时间常数相同，所述第4时间常数是能够消去所述位置指令至所述机械的位置为止的传递函数的极点的时间常数。

6.根据权利要求1至5中任意一项所述的马达控制装置，其特征在于，

所述机械由串联连接且具有多自由度振动模式的N个连杆构成，N为2以上的整数，

并联地具备N个所述加速度反馈信号生成部，与来自安装于所述N个连杆的前端或振动节部的N个所述加速度传感器的加速度检测信号分别对应，

串联地具备N个所述位置指令滤波器，与所述N个加速度反馈信号生成部分别对应。

7.一种马达控制方法，其是由马达控制装置执行的马达控制方法，该马达控制装置具备：位置控制部，根据位置指令和马达位置来生成速度指令；速度控制部，根据所述速度指令和马达速度来生成转矩指令；及马达驱动部，根据所述转矩指令来驱动马达，其通过所述马达来驱动机械，其特征在于，执行：

加速度反馈信号生成步骤，根据安装于所述机械的加速度传感器的检测信号即加速度检测信号，生成针对所述速度指令的反馈信号；

及位置指令滤波器步骤，对所述位置指令进行滤波，以抑制所述机械的低频振动。

8.一种机械系统，其具备：马达控制装置，具备根据位置指令和马达位置来生成速度指令的位置控制部、根据所述速度指令和马达速度来生成转矩指令的速度控制部、根据所述转矩指令来驱动马达的马达驱动部；马达，被所述马达控制装置驱动；及机械，安装有加速度传感器且被所述马达驱动，其特征在于，所述马达控制装置具备：

加速度反馈信号生成部，根据所述加速度传感器的检测信号即加速度检测信号，生成针对所述速度指令的反馈信号；

及位置指令滤波器，被输入所述位置指令，可抑制所述机械的低频振动。