CN104702158B - 电机控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能够提高对指令的追踪性的电机控制装置。所述电机控制装置(100)包括：微分器(110)，对从外部输入的速度指令进行微分；转矩前馈部(112)，根据微分的速度指令生成作为前馈***的转矩指令的第一转矩指令；速度控制部(114)，根据从外部输入的速度指令与速度反馈的偏差，生成第二转矩指令；转矩指令滤波器(116)，抑制第二转矩指令中的机械共振和编码器的量子化波动；加法运算点，对第一转矩指令和从转矩指令滤波器(116)输出的第二转矩指令进行加法运算，生成第三转矩指令；以及转矩控制部(118)，用第三转矩指令控制电机的动作。

Description

电机控制装置

技术领域

本发明涉及对指令具有高追踪性的电机控制装置。

背景技术

为提高加工的生产效率，对于具备由电机控制装置控制的电机的机械(例如作业机械和机器人)，需要实现加工的高速化和加工品质的提高。而为了实现加工的高速化和加工品质的提高，需要提高电机控制装置对指令的追踪性。

日本专利公开公报特开平3-15911号记述了提高对指令的追踪性的控制方式。在所述控制方式中，对位置控制***和速度控制***进行位置的前馈校正和速度的前馈校正。这些校正提高了对指令的追踪性。

实际的机械带有低刚性的部分(例如连接器和滚珠丝杠)。因此，实际的机械的控制要考虑这些部分的机械共振和编码器的量子波动的存在。可是，日本专利公开公报特开平3-15911号中记载的控制方式，并不具有抑制上述现象的功能。因此，即使将这种控制方式应用于存在机械共振和编码器的量子化波动的机械，也难以提高对指令的追踪性。

日本专利公开公报特开2003-84839号公开了一种电机控制装置，用以提高存在机械共振的***中应用的电机控制装置的对指令的追踪性。所述电机控制装置对位置控制***和速度控制***，进行速度前馈校正和转矩前馈校正。这些校正提高了对指令的追踪性。此外，校正后的输出通过转矩滤波器。利用所述转矩滤波器，抑制机械共振和编码器的量子化波动对校正后的输出的影响。

可是，日本专利公开公报特开2003-84839号所述的电机控制装置在机械***的刚性低的情况下，难以提高转矩滤波器的截止频率。因此，即使进行速度前馈校正和转矩前馈校正，也得不到足够的追踪性。

发明内容

本发明用于解决上述以往技术问题。本发明的目的是提供一种电机控制装置，即使存在机械共振和编码器的量子化波动，也能提高对指令的追踪性。

为达到上述目的，本发明的第一方式的电机控制装置包括：微分器，对从外部输入的速度指令进行微分；转矩前馈部，根据微分的所述速度指令且不使用速度反馈生成作为前馈***的转矩指令的第一转矩指令；速度控制部，根据从外部输入的所述速度指令和速度反馈的偏差，生成第二转矩指令；转矩指令滤波器，使所述速度控制部所生成的第二转矩指令通过，抑制机械共振和编码器的量子化波动；加法运算点，对所述第一转矩指令与来自所述转矩指令滤波器的输出进行加法运算，生成第三转矩指令；以及转矩控制部，用所述第三转矩指令控制电机的动作。

所述电机控制装置也可以与驱动所述机械的所述电机以及输出与所述电机的旋转位置对应的位置反馈的所述编码器连接。而且，所述电机控制装置还可以具有根据所述位置反馈计算所述速度反馈的速度计算部。

本发明的第二方式的电机控制装置包括：第一微分器，对从外部输入的位置指令进行微分；速度前馈部，根据微分的所述位置指令且不使用速度反馈和位置反馈生成作为前馈***的速度指令的第一速度指令；第二微分器，对所述第一速度指令进行微分；转矩前馈部，根据微分的第一速度指令生成作为前馈***的转矩指令的第一转矩指令；位置控制部，根据从外部输入的所述位置指令和位置反馈的偏差，生成第二速度指令；速度控制部，根据所述第一速度指令和所述第二速度指令的加法运算结果与速度反馈的偏差，生成第二转矩指令；转矩指令滤波器，使所述速度控制部所生成的第二转矩指令通过，抑制机械共振和编码器的量子化波动；加法运算点，对所述第一转矩指令与来自所述转矩指令滤波器的输出进行加法运算，生成第三转矩指令；以及转矩控制部，用所述第三转矩指令控制电机的动作。

所述电机控制装置也可以与驱动所述机械的所述电机以及输出与所述电机的旋转位置对应的所述位置反馈的所述编码器连接。而且，所述电机控制装置还可以具有根据所述位置反馈计算所述速度反馈的速度计算部。

本发明的第三方式的电机控制装置包括：模式控制器，根据从外部输入的速度指令且不使用速度反馈生成前馈***的速度指令和前馈***的第一转矩指令；速度控制部，根据从所述模式控制器输出的所述速度指令与反馈***的速度反馈的偏差，生成第二转矩指令；转矩指令滤波器，使所述速度控制部所生成的第二转矩指令通过，抑制机械共振和编码器的量子化波动；加法运算点，对所述第一转矩指令与来自所述转矩指令滤波器的输出进行加法运算，生成第三转矩指令；以及转矩控制部，用所述第三转矩指令控制电机的动作。

所述电机控制装置也可以与驱动所述机械的所述电机以及输出与所述电机的旋转位置对应的位置反馈的所述编码器连接。而且，所述电机控制装置还可以具有根据所述位置反馈计算所述速度反馈的速度计算部。

本发明的第四方式的电机控制装置包括：模式控制器，根据从外部输入的位置指令且不使用速度反馈和位置反馈生成前馈***的位置指令、前馈***的第一速度指令和前馈***的第一转矩指令；位置控制部，根据从所述模式控制器输出的位置指令与反馈***的位置反馈的偏差，生成第二速度指令；速度控制部，根据所述第一速度指令和所述第二速度指令的加法运算结果与所述反馈***的速度反馈的偏差，生成第二转矩指令；转矩指令滤波器，使所述速度控制部所生成的第二转矩指令通过，抑制机械共振和编码器的量子化波动；加法运算点，对所述第一转矩指令与来自所述转矩指令滤波器的输出进行加法运算，生成第三转矩指令；以及转矩控制部，用所述第三转矩指令控制电机的动作。

所述电机控制装置也可以与驱动所述机械的所述电机以及输出与所述电机的旋转位置对应的所述位置反馈的所述编码器连接。而且，所述电机控制装置还可以具有根据所述位置反馈计算所述速度反馈的速度计算部。

按照本发明的各方式的电机控制装置，将来自转矩前馈部的第一转矩指令与通过转矩指令滤波器的第二转矩指令进行加法运算。因此，即使存在机械共振和编码器的量子波动，也可以提高对位置指令和速度指令的追踪性。

附图说明

图1是实施方式1的电机控制装置的框图。

图2是实施方式1的电机控制装置的特性曲线图。

图3是实施方式2的电机控制装置的框图。

图4是实施方式2的电机控制装置的特性曲线图。

图5是实施方式3的电机控制装置的框图。

图6是实施方式4的电机控制装置的框图。

附图标记说明

100、200、300、400 电机控制装置

110、210、222 微分器

112、212 转矩前馈部

114、214、314、414 速度控制部

116、216、316、416 转矩指令滤波器

117、217、317、417 加法运算点

118、218、318、418 转矩控制部

120、220、320、420 速度计算部

140、240、340、440 电机

150、250、350、450 机械

160、260、360、460 编码器

224 速度前馈部

226、426 位置控制部

370、470 模式控制器

具体实施方式

以下参照附图具体说明本发明的电机控制装置的实施方式。

[实施方式1]

<电机控制装置的结构>

图1是实施方式1的电机控制装置的框图。本实施方式的电机控制装置100具有微分器110、转矩前馈部112、速度控制部114、转矩指令滤波器116、转矩控制部118和速度计算部120。

电机控制装置100的前馈***包含微分器110和转矩前馈部112。微分器110对输入电机控制装置100的速度指令进行微分。转矩前馈部112根据微分的速度指令，计算(生成)前馈***的转矩指令(第一转矩指令)。

这样，前馈***的第一转矩指令从速度指令直接计算。因此，第一转矩指令不含机械共振和编码器的量子化波动。

速度控制部114根据速度指令与速度反馈的差分(偏差)计算(生成)第二转矩指令。

转矩指令滤波器116包含例如低通滤波器或陷波滤波器。转矩指令滤波器116***构成位置控制或速度控制的反馈***的回路。转矩指令滤波器116抑制第二转矩指令中的机械共振和编码器的量子化波动。本实施方式如图1所示，转矩指令滤波器116***包含速度控制部114、转矩指令滤波器116、转矩控制部118和速度计算部120的速度控制的反馈***的回路。

由速度控制部114计算的第二转矩指令，通过转矩指令滤波器116。转矩指令滤波器116从第二转矩指令去除机械共振和编码器的量子化波动的影响。随后，在加法运算点117中，对所述第二转矩指令和从转矩前馈部112输出的前馈***的第一转矩指令进行加法运算。由所述加法运算生成第三转矩指令。

转矩控制部118使用由加法运算点117中的加法运算得到的第三转矩指令，控制电机140的动作。电机140驱动机械150。

编码器160安装在电机140上。编码器160将电机140的旋转位置作为位置反馈(位置反馈值)输出。速度计算部120根据从编码器160输出的、与电机140的旋转位置对应的位置反馈，计算速度反馈。

<电机控制装置的动作>

接着，说明本实施方式的电机控制装置100的动作。这里，说明速度控制装置上采用的本实施方式的电机控制装置100的动作。

如图1所示，取得速度指令与速度反馈的差分。速度控制部114根据所述差分，计算(生成)第二转矩指令。第二转矩指令通过转矩指令滤波器116。另一方面，微分器110对速度指令进行微分。转矩前馈部112根据微分的速度指令，生成第一转矩指令。接着，在加法运算点117中，对第一转矩指令和第二转矩指令进行加法运算。由所述加法运算生成第三转矩指令。

转矩控制部118根据作为加法运算点117中的加法运算结果的第三转矩指令，驱动电机140。

在本实施方式中，对从转矩前馈部112输出的第一转矩指令与由速度控制部114生成的第二转矩指令进行加法运算的加法运算点117，配置在转矩指令滤波器116的输出侧。这样，避免了转矩指令滤波器116进入前馈***。

前馈***仅仅提供从速度指令计算的转矩的前馈量。因此，前馈***不构成反馈回路。所以，由编码器160检测的机械***的共振成分没有被放大。其结果，即使在转矩指令滤波器116的输出侧上，对转矩前馈部112的输出(第一转矩指令)与经过转矩指令滤波器116的第二转矩指令进行加法运算，机械***的共振也不会恶化。

图2是本实施方式的电机控制装置100的特性曲线图。图中的曲线(a)表示了电机控制装置100的速度控制***的频率响应特性(对速度指令的速度反馈的响应)。曲线(b)表示了以往的电机控制装置的速度控制***的频率响应特性。另外，在以往的电机控制装置的速度控制***中，在转矩指令滤波器的输入侧上，对转矩前馈部的输出(第一转矩指令)与第二转矩指令进行加法运算。

比较这些频率响应特性可以明显看出，在以往的电机控制装置中，因为用于抑制机械共振的陷波滤波器的影响，在特定的多个频率值附近，增益大幅下降(曲线(b))。而在本实施方式的电机控制装置100中，即使在更高频率上，增益也不降低(曲线(a))。因此，相比以往的电机控制装置，本实施方式的电机控制装置100可以带来对位置指令和速度指令具有高频响应和追踪性的效果。

[实施方式2]

<电机控制装置的结构>

图3是实施方式2的电机控制装置的框图。本实施方式的电机控制装置200在和实施方式1的电机控制装置100同样的结构要素以外，还具备微分器222(第一微分器)、速度前馈部224和位置控制部226。

本实施方式的电机控制装置200的微分器210(第二微分器)、转矩前馈部212、速度控制部214、转矩指令滤波器216、转矩控制部218和速度计算部220，分别与实施方式1的电机控制装置100的微分器110、转矩前馈部112、速度控制部114、转矩指令滤波器116、转矩控制部118和速度计算部120具有实质上相同的功能。另外，本实施方式的转矩前馈从速度前馈计算。

电机控制装置200的前馈***包含微分器222、速度前馈部224、微分器210和转矩前馈部212。微分器222对输入电机控制装置200的位置指令进行微分。速度前馈部224根据微分的位置指令，计算(生成)前馈***的速度指令(第一速度指令)。

这样，前馈***的第一速度指令从位置指令直接计算。因此，第一速度指令不包含机械共振和编码器的量子化波动。此外，前馈***的转矩指令(第一转矩指令)也从前馈***的速度指令(第一速度指令)直接计算。因此，第一转矩指令也不含机械共振和编码器的量子化波动。

位置控制部226根据位置指令与位置反馈的差分(偏差)，计算速度指令(第二速度指令)。

微分器210对从速度前馈部224输出的第一速度指令进行微分。

在速度控制部214的输入侧上，计算从速度前馈部224输出的第一速度指令和从位置控制部226输出的第二速度指令的加法运算结果、与由速度计算部220计算出的速度反馈的差分(偏差)。速度控制部214根据所述差分(偏差)，计算(生成)转矩指令(第二转矩指令)。

由速度控制部214生成的第二转矩指令，通过转矩指令滤波器216。转矩指令滤波器216从第二转矩指令去除机械共振和编码器的量子化波动的影响。随后，在加法运算点217中，对所述第二转矩指令与从转矩前馈部212输出的前馈***的第一转矩指令进行加法运算。

另外，本实施方式的电机控制装置200中的转矩前馈部212、转矩指令滤波器216、转矩控制部218和速度计算部220的动作，分别与实施方式1的转矩前馈部112、转矩指令滤波器116、转矩控制部118和速度计算部120实质上相同。

编码器260将电机240的旋转位置作为位置反馈输出。从位置指令扣除所述位置反馈。位置指令与位置反馈的差分(偏差)，输入位置控制部226。

<电机控制装置的动作>

接着，说明本实施方式的电机控制装置200的动作。这里，说明位置控制装置上采用的本实施方式的电机控制装置200的动作。

如图3所示，取得位置指令与位置反馈的差分。位置控制部226根据所述差分计算第二速度指令。另一方面，微分器222对位置指令进行微分。随后，速度前馈部224根据微分的位置指令，生成第一速度指令。对第一速度指令与从位置控制部226输出的第二速度指令进行加法运算。

进而，取得第一速度指令和第二速度指令的加法运算结果、与由速度计算部220计算的速度反馈的差分(偏差)。速度控制部214根据所述差分，计算(生成)第二转矩指令。第二转矩指令通过转矩指令滤波器216。另一方面，微分器210对从速度前馈部224输出的第一速度指令进行微分。转矩前馈部212根据微分的第一速度指令，生成第一转矩指令。接着，在加法运算点217中，对第一转矩指令和第二转矩指令进行加法运算。通过所述加法运算生成第三转矩指令。

转矩控制部218使用作为加法运算点217上的加法运算结果的第三转矩指令，驱动电机240。

在本实施方式中，对从转矩前馈部212输出的第一转矩指令和由速度控制部214生成的第二转矩指令进行加法运算的加法运算点217，配置在转矩指令滤波器216的输出侧。这样，避免了转矩指令滤波器216进入前馈***。

前馈***仅仅提供从位置指令计算的速度和转矩的前馈量。因此，前馈***不构成反馈回路。因此，由编码器260检测的机械***的共振成分没有被放大。其结果，即使在转矩指令滤波器216的输出侧上，对转矩前馈部212的输出(第一转矩指令)与经过转矩指令滤波器216的第二转矩指令进行加法运算，机械***的共振也不会恶化。

图4是本实施方式的电机控制装置200的特性曲线图。图中的曲线(a)表示了电机控制装置200的位置控制***的频率响应特性。曲线(b)表示了以往的电机控制装置的位置控制***的频率响应特性。另外，在以往的电机控制装置的位置控制***中，在转矩指令滤波器的输入侧上，对转矩前馈部的输出(第一转矩指令)与第二转矩指令进行加法运算。

比较这些频率响应特性可以明显看出，在以往的电机控制装置中，因为用于抑制机械共振的陷波滤波器的影响，在特定的多个频率值附近，增益大幅下降(曲线(b))。而在本实施方式的电机控制装置200中，即使在更高频率上，增益也不降低(曲线(a))。因此，相比以往的电机控制装置，本实施方式的电机控制装置200可以带来对位置指令和速度指令具有高频响应和追踪性的效果。

另外，前馈***可以仅仅提供由速度前馈部224计算的转矩的前馈量，也可以不构成反馈回路。在这种情况下，由编码器260检测的机械***的共振成分没有被放大。

[实施方式3]

<电机控制装置的结构>

图5是实施方式3的电机控制装置的框图。除了前馈***由模式控制器370构成这一点以外，本实施方式的电机控制装置300与实施方式1的电机控制装置100具有实质上相同的结构。本实施方式的电机控制装置300的速度控制部314、转矩指令滤波器316、转矩控制部318和速度计算部320，分别具有与实施方式1的电机控制装置100的速度控制部114、转矩指令滤波器116、转矩控制部118和速度计算部120实质上相同的功能。

这里，说明使用模式控制器的速度控制装置上采用的本实施方式的电机控制装置300。模式控制器370构成将实施方式1的电机控制装置100、电机140、机械150和编码器160建模得到的速度控制***。因此，本实施方式的电机控制装置300处于所述模式控制器370的动作的模式追踪控制下。

速度指令输入模式控制器370。模式控制器370通过对速度指令实施模式控制处理，生成并输出速度指令(第一速度指令)和转矩指令(第一转矩指令)。从模式控制器370输出的速度指令和第一转矩指令，从输入模式控制器370的最初的速度指令直接计算。因此，这些速度指令和第一转矩指令，不包含因机械350和编码器360引起的机械共振和编码器的量子化波动。

速度控制部314从来自模式控制器370的速度指令与速度反馈的差分，计算转矩指令(第二转矩指令)。

转矩指令滤波器316包含例如低通滤波器或陷波滤波器。转矩指令滤波器316***构成位置控制或速度控制的反馈***的回路。转矩指令滤波器316抑制第二转矩指令中的机械共振和编码器的量子化波动。本实施方式如图5所示，转矩指令滤波器316***包含速度控制部314、转矩指令滤波器316、转矩控制部318和速度计算部320的速度控制的反馈***的回路。

由速度控制部314计算的第二转矩指令，通过转矩指令滤波器316。转矩指令滤波器316从第二转矩指令去除机械共振和编码器的量子化波动的影响。随后，在加法运算点317中，对所述第二转矩指令与从模式控制器370输出的第一转矩指令进行加法运算。由所述加法运算生成第三转矩指令。

转矩控制部318使用由加法运算点317中的加法运算得到的第三转矩指令，控制电机340的动作。电机340驱动机械350。

编码器360安装在电机340上。编码器360将电机340的旋转位置作为位置反馈输出。速度计算部320根据从编码器360输出的、与电机340的旋转位置对应的位置反馈，计算速度反馈。

<电机控制装置的动作>

接着，说明本实施方式的电机控制装置300的动作。

如图5所示，模式控制器370从输入电机控制装置300的速度指令，计算(生成)提供给实际的控制***的速度指令和转矩指令(第一转矩指令)。

接着，取得来自模式控制器370的速度指令与来自速度计算部320的速度反馈的差分。速度控制部314根据所述差分，计算(生成)第二转矩指令。第二转矩指令通过转矩指令滤波器316。随后，在加法运算点317中，对第二转矩指令与来自模式控制器370的第一转矩指令进行加法运算。由所述加法运算生成第三转矩指令。

转矩控制部318根据作为加法运算点317上的加法运算结果的第三转矩指令，驱动电机340。

在本实施方式中，对从模式控制器370输出的第一转矩指令与由速度控制部314生成的第二转矩指令进行加法运算的加法运算点317，配置在转矩指令滤波器316的输出侧。

模式控制器370仅仅提供从速度指令计算的速度和转矩的前馈量。因此，模式控制器370不构成对机械350和编码器360的反馈回路。因此，由编码器360检测的机械***的共振成分没有被放大。其结果，即使在转矩指令滤波器316的输出侧上，对来自模式控制器370的第一转矩指令与经过转矩指令滤波器316的第二转矩指令进行加法运算，机械***的共振也不会恶化。

本实施方式的电机控制装置300的频率响应特性与实施方式1和2的电机控制装置同样，直至高频率增益也不下降。因此，本实施方式的电机控制装置300可以带来对位置指令和速度指令具有高频响应和追踪性的效果。

[实施方式4]

<电机控制装置的结构>

图6是实施方式4的电机控制装置的框图。除了前馈***由模式控制器470构成这一点以外，本实施方式的电机控制装置400与实施方式2的电机控制装置200具有实质上相同的结构。本实施方式的电机控制装置400的速度控制部414、转矩指令滤波器416、转矩控制部418、速度计算部420和位置控制部426，分别具有与实施方式2的电机控制装置200的速度控制部214、转矩指令滤波器216、转矩控制部218、速度计算部220和位置控制部226实质上相同的功能。

这里，说明使用模式控制器的位置控制装置上采用的本实施方式的电机控制装置400。模式控制器470构成将实施方式2的电机控制装置200、电机240、机械250和编码器260建模得到的位置控制***。因此，本实施方式的电机控制装置400处于所述模式控制器470的动作的模式追踪控制下。

位置指令输入模式控制器470。模式控制器470通过对位置指令实施模式控制处理，生成并输出位置指令、速度指令(第一速度指令)和转矩指令(第一转矩指令)。从模式控制器470输出的位置指令、第一速度指令和第一转矩指令，从输入模式控制器470的最初的位置指令直接计算。因此，这些位置指令、第一速度指令和第一转矩指令，不包含因机械450和编码器460引起的机械共振和编码器的量子化波动。

位置控制部426从来自模式控制器470的位置指令和位置反馈的差分(偏差)，计算速度指令(第二速度指令)。

在速度控制部414的输入侧上，计算来自模式控制器470的第一速度指令和从位置控制部426输出的第二速度指令的加法运算结果、与由速度计算部420计算的速度反馈的差分(偏差)。速度控制部414根据所述差分(偏差)，计算(生成)转矩指令(第二转矩指令)。

由速度控制部414生成的第二转矩指令，通过转矩指令滤波器416。转矩指令滤波器416从第二转矩指令去除机械共振和编码器的量子化波动的影响。随后，在加法运算点417中，对所述第二转矩指令与来自模式控制器470的第一转矩指令进行加法运算。由所述加法运算生成第三转矩指令。

转矩控制部418使用由加法运算点417上的加法运算得到的第三转矩指令，控制电机440的动作。电机440驱动机械450。

编码器460安装在电机440上。编码器460输出与电机440的旋转位置对应的位置反馈。速度计算部420使用从编码器460输出的位置反馈，计算速度反馈。

从来自模式控制器470的位置指令扣除从编码器460输出的位置反馈。来自模式控制器470的位置指令与位置反馈的差分(偏差)，输入位置控制部426。

<电机控制装置的动作>

接着，说明本实施方式的电机控制装置400的动作。

如图6所示，取得来自模式控制器470的位置指令与位置反馈的差分。位置控制部426根据所述差分，计算第二速度指令。随后，对来自模式控制器470的第一速度指令与从位置控制部426输出的第二速度指令进行加法运算。

而后，取得第一速度指令和第二速度指令的加法运算结果、与由速度计算部420计算的速度反馈的差分。速度控制部414根据所述差分，计算第二转矩指令。第二转矩指令通过转矩指令滤波器416。随后，在加法运算点417上对第二转矩指令与来自模式控制器470的第一转矩指令进行加法运算。由所述加法运算生成第三转矩指令。

转矩控制部418根据作为加法运算点417上的加法运算结果的第三转矩指令，驱动电机440。

在本实施方式中，对从模式控制器470输出的第一转矩指令和由速度控制部414生成的第二转矩指令进行加法运算的加法运算点417，配置在转矩指令滤波器416的输出侧。

模式控制器470仅仅提供从位置指令计算的位置、速度和转矩的前馈量。因此，模式控制器470不构成对机械450和编码器460的反馈回路。因此，由编码器460检测的机械***的共振成分没有被放大。其结果，即使在转矩指令滤波器416的输出侧上，对来自模式控制器470的第一转矩指令与经过转矩指令滤波器416的第二转矩指令进行加法运算，机械***的共振也不会恶化。

本实施方式的电机控制装置400的频率响应特性与实施方式1和2的电机控制装置同样，直至高频率增益也不下降。因此，本实施方式的电机控制装置400可以带来对位置指令和速度指令具有高频响应和追踪性的效果。

如上所述，按照实施方式1～4的电机控制装置，对转矩前馈输出与转矩指令滤波器的输出进行加法运算。这样，即使存在机械***的共振和编码器的量子化波动，也可以提高对位置指令或速度指令的追踪性。

另外，上述的实施方式1～4中作为转矩指令滤波器，例示了低通滤波器和陷波滤波器。可是，转矩指令滤波器不限于此，也可以是包含能抑制机械***的共振和量子化波动的任意的滤波器。此外，本发明的实施方式的电机控制装置也可以是以下的第一～第五电机控制装置。

第一电机控制装置是与驱动机械的电机和所述电机上安装的编码器连接的电机控制装置，包括：第一转矩指令生成部，根据从外部输入的控制指令，生成作为前馈***的转矩指令的第一转矩指令；速度计算部，根据从所述编码器输出的、与所述电机的旋转位置对应的位置反馈，计算速度反馈；第二转矩指令生成部，根据所述控制指令和所述速度反馈生成第二转矩指令；转矩指令滤波器，抑制所述第二转矩指令中的所述机械的共振和所述编码器的量子化波动；加法运算点，对所述第一转矩指令与从所述转矩指令滤波器输出的所述第二转矩指令进行加法运算，生成第三转矩指令；以及转矩控制部，使用所述第三转矩指令控制所述电机的动作。

第二电机控制装置在第一电机控制装置基础上，所述控制指令为速度指令，还具有对所述速度指令进行微分的微分器，所述第一转矩指令生成部是根据微分的所述速度指令生成所述第一转矩指令的转矩前馈部，所述第二转矩指令生成部是根据从外部输入的所述速度指令与所述速度反馈的偏差生成所述第二转矩指令的速度控制部。

第三电机控制装置在第一电机控制装置基础上，所述控制指令为速度指令，所述第一转矩指令生成部是根据所述速度指令生成所述第一转矩指令并且生成前馈***的速度指令的模式控制器，所述第二转矩指令生成部是根据从所述模式控制器输出的所述速度指令与所述速度反馈的偏差生成所述第二转矩指令的速度控制部。

第四电机控制装置在第一电机控制装置基础上，所述控制指令为位置指令，还具有：第一微分器，对所述位置指令进行微分；第一速度指令生成部，根据微分的所述位置指令，生成作为前馈***的速度指令的第一速度指令；第二微分器，对所述第一速度指令进行微分；以及位置控制部，根据从外部输入的所述位置指令与所述位置反馈的偏差，生成第二速度指令，所述第一转矩指令生成部是根据微分的所述第一速度指令生成所述第一转矩指令的转矩前馈部，所述第二转矩指令生成部是根据所述第一速度指令和所述第二速度指令的加法运算结果与所述速度反馈的偏差生成所述第二转矩指令的速度控制部。

第五电机控制装置在第一电机控制装置基础上，所述控制指令为位置指令，所述第一转矩指令生成部是根据所述位置指令生成所述第一转矩指令、前馈***的位置指令、作为前馈***的速度指令的第一速度指令的模式控制器，所述电机控制装置还具有位置控制部，所述位置控制部根据来自所述模式控制器的所述位置指令与所述位置反馈的偏差生成第二速度指令，所述第二转矩指令生成部是根据所述第一速度指令和所述第二速度指令的加法运算结果与所述速度反馈的偏差、生成所述第二转矩指令的速度控制部。

另外，速度指令和位置指令是控制指令的一例。转矩前馈部112和212是第一转矩指令生成部的一例。速度控制部114、214、314和414是第二转矩指令生成部的一例。微分器222是第一微分器的一例。微分器210是第二微分器的一例。速度前馈部224是第一速度指令生成部的一例。位置控制部226和426是第二速度指令生成部的一例。

以上，说明了本发明的最佳实施方式。这些都是用于说明本发明的例示，并非用于限定本发明的范围。本发明在不脱离其发明思想的范围内，可以实施与上述实施方式不同的各种方式。

本发明的一个实施方式的电机控制装置，也可以具有转矩前馈部、速度控制部、转矩指令滤波器和转矩控制部。所述结构中的转矩前馈部可以从速度指令输出前馈***的转矩指令。转矩指令滤波器可以从前馈***的速度指令与速度反馈的偏差，输出机械共振和量子化波动受到抑制的转矩指令。转矩控制部可以将所述转矩前馈部输出的转矩指令和所述转矩指令滤波器输出的转矩指令在加法运算点上进行加法运算，并使用加法运算得出的转矩指令控制电机的动作。

而且，本发明的电机控制装置还可以是以下第六～第九电机控制装置。

第六电机控制装置包括：对速度指令进行微分的微分器；从微分的速度指令输出前馈***的转矩指令的转矩前馈部；从所述速度指令与速度反馈的偏差输出转矩指令的速度控制部；从所述转矩指令输出抑制机械共振和编码器的量子化波动的转矩指令的转矩指令滤波器；以及将所述转矩前馈部输出的转矩指令和所述转矩指令滤波器输出的转矩指令在加法运算点上进行加法运算、并使用加法运算后的转矩指令控制电机的动作的转矩控制部。

第七电机控制装置包括：对位置指令进行微分的微分器；从微分的位置指令输出前馈***的速度指令的速度前馈部；对所述速度指令进行微分的微分器；从微分的速度指令输出前馈***的转矩指令的转矩前馈部；从所述位置指令和位置反馈的偏差输出速度指令的位置控制部；从对所述速度前馈部输出的速度指令和所述位置控制部输出的速度指令进行加法运算后的速度指令、与所述速度反馈的偏差输出转矩指令的速度控制部；从所述转矩指令输出抑制机械共振和编码器的量子化波动的转矩指令的转矩指令滤波器；以及将所述转矩前馈部输出的转矩指令和所述转矩指令滤波器输出的转矩指令在加法运算点上进行加法运算、并使用加法运算后的转矩指令控制电机的动作的转矩控制部。

第八电机控制装置包括：从速度指令输出前馈***的速度指令和转矩指令的模式控制器；从所述模式控制器输出的速度指令与反馈***的速度反馈的偏差输出转矩指令的速度控制部；从所述转矩指令输出抑制机械共振和编码器的量子化波动的转矩指令的转矩指令滤波器；以及将所述模式控制器输出的转矩指令和所述转矩指令滤波器输出的转矩指令在加法运算点上进行加法运算、并使用加法运算后的转矩指令控制电机的动作的转矩控制部。

第九电机控制装置包括：从位置指令输出前馈***的位置指令、速度指令和转矩指令的模式控制器；从所述模式控制器输出的位置指令与反馈***的位置反馈的偏差输出速度指令的位置控制部；从对所述模式控制器输出的速度指令和所述位置控制部输出的速度指令进行加法运算后的速度指令、与所述反馈***的速度反馈的偏差输出转矩指令的速度控制部；从所述速度控制部输出的转矩指令输出抑制机械共振和编码器的量子化波动的转矩指令的转矩指令滤波器；以及将所述模式控制器输出的转矩指令和所述转矩指令滤波器输出的转矩指令在加法运算点上进行加法运算、并使用加法运算后的转矩指令控制电机的动作的转矩控制部。

Claims (8)

1.一种电机控制装置，其特征在于包括：

微分器，对从外部输入的速度指令进行微分；

转矩前馈部，根据微分的所述速度指令且不使用速度反馈生成作为前馈***的转矩指令的第一转矩指令；

速度控制部，根据从外部输入的所述速度指令和速度反馈的偏差，生成第二转矩指令；

转矩指令滤波器，使所述速度控制部所生成的第二转矩指令通过，抑制机械共振和编码器的量子化波动；

加法运算点，对所述第一转矩指令与来自所述转矩指令滤波器的输出进行加法运算，生成第三转矩指令；以及

转矩控制部，用所述第三转矩指令控制电机的动作。

2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，

所述电机控制装置与驱动所述机械的所述电机以及输出与所述电机的旋转位置对应的位置反馈的所述编码器连接，

所述电机控制装置还具有根据所述位置反馈计算所述速度反馈的速度计算部。

3.一种电机控制装置，其特征在于包括：

第一微分器，对从外部输入的位置指令进行微分；

速度前馈部，根据微分的所述位置指令且不使用速度反馈和位置反馈生成作为前馈***的速度指令的第一速度指令；

第二微分器，对所述第一速度指令进行微分；

转矩前馈部，根据微分的第一速度指令生成作为前馈***的转矩指令的第一转矩指令；

位置控制部，根据从外部输入的所述位置指令和位置反馈的偏差，生成第二速度指令；

速度控制部，根据所述第一速度指令和所述第二速度指令的加法运算结果与速度反馈的偏差，生成第二转矩指令；

转矩指令滤波器，使所述速度控制部所生成的第二转矩指令通过，抑制机械共振和编码器的量子化波动；

加法运算点，对所述第一转矩指令与来自所述转矩指令滤波器的输出进行加法运算，生成第三转矩指令；以及

转矩控制部，用所述第三转矩指令控制电机的动作。

4.根据权利要求3所述的电机控制装置，其特征在于，

所述电机控制装置与驱动所述机械的所述电机以及输出与所述电机的旋转位置对应的所述位置反馈的所述编码器连接，

所述电机控制装置还具有根据所述位置反馈计算所述速度反馈的速度计算部。

5.一种电机控制装置，其特征在于包括：

模式控制器，根据从外部输入的速度指令且不使用速度反馈生成前馈***的速度指令和前馈***的第一转矩指令；

速度控制部，根据从所述模式控制器输出的所述速度指令与反馈***的速度反馈的偏差，生成第二转矩指令；

转矩指令滤波器，使所述速度控制部所生成的第二转矩指令通过，抑制机械共振和编码器的量子化波动；

加法运算点，对所述第一转矩指令与来自所述转矩指令滤波器的输出进行加法运算，生成第三转矩指令；以及

转矩控制部，用所述第三转矩指令控制电机的动作。

6.根据权利要求5所述的电机控制装置，其特征在于，

所述电机控制装置与驱动所述机械的所述电机以及输出与所述电机的旋转位置对应的位置反馈的所述编码器连接，

所述电机控制装置还具有根据所述位置反馈计算所述速度反馈的速度计算部。

7.一种电机控制装置，其特征在于包括：

模式控制器，根据从外部输入的位置指令且不使用速度反馈和位置反馈生成前馈***的位置指令、前馈***的第一速度指令和前馈***的第一转矩指令；

位置控制部，根据从所述模式控制器输出的位置指令与反馈***的位置反馈的偏差，生成第二速度指令；

速度控制部，根据所述第一速度指令和所述第二速度指令的加法运算结果与所述反馈***的速度反馈的偏差，生成第二转矩指令；

转矩指令滤波器，使所述速度控制部所生成的第二转矩指令通过，抑制机械共振和编码器的量子化波动；

加法运算点，对所述第一转矩指令与来自所述转矩指令滤波器的输出进行加法运算，生成第三转矩指令；以及

转矩控制部，用所述第三转矩指令控制电机的动作。

8.根据权利要求7所述的电机控制装置，其特征在于，

所述电机控制装置与驱动所述机械的所述电机以及输出与所述电机的旋转位置对应的所述位置反馈的所述编码器连接，

所述电机控制装置还具有根据所述位置反馈计算所述速度反馈的速度计算部。