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WO2012056868A1 - 電動機制御装置 - Google Patents

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WO2012056868A1
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vibration
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裕幸 関口
英俊 池田
隆司 磯田
佐野　修也
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Mitsubishi Electric Corp
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    • G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/404—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control arrangements for compensation, e.g. for backlash, overshoot, tool offset, tool wear, temperature, machine construction errors, load, inertia
    • 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
    • H02P29/50—Reduction of harmonics
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    • Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]

Definitions

  • Step S005 When the control object 1 is driven in response to the second input of the position command signal X * , the vibration signal Xe is suppressed from being vibrated at the resonance frequency c1 by the vibration suppression control of the vibration suppression frequency f1 in the feedforward control unit 2. (Step S005).
  • the vibration signal Xe is controlled to have the resonance frequency c1 by the vibration suppression control of the vibration suppression frequency f1 and the vibration suppression frequency f2.
  • the waveform is such that the vibration at the resonance frequency c2 is suppressed (step S013).
  • step S102 When the control object 1 is driven in response to the first input of the position command signal X * , the vibration control by the feedforward control unit 2 is invalid, and therefore the vibration signal Xe based on the position of the electric motor 11 has no control system. Vibration due to the resonance characteristic appears (step S102).
  • the vibration signal Xe suppresses the vibration of the resonance frequency c1 by the vibration suppression control of the vibration suppression frequency f1 in the feedforward control unit 2.
  • the resulting waveform is obtained (step S105).
  • the vibration suppression control setting unit 7 updates the candidate frequency c1 'and the candidate attenuation coefficient e1' so as to coincide with the estimated resonance frequency c1 and resonance attenuation coefficient e1 of the control system. Then, the damping frequency f1 and damping damping coefficient h1 of the feedforward control unit 2 are updated so as to coincide with the candidate frequency c1 ′ and the candidate damping coefficient e1 ′, and the damping frequency f1 and damping by the feedforward control unit 2 are updated. The effectiveness of vibration suppression control at frequency f2 is maintained.
  • the candidate signal c2 ′ and the candidate attenuation coefficient are output to the resonance signal calculator 51 so as to output the estimation signal Xs in which only the signal component of the resonance frequency c1 is reduced with respect to the next input of the position command signal X *.
  • the vibration excitation frequency p and the vibration excitation attenuation coefficient q are set so as to coincide with e2 ′, and the calculation based on the expression (3) is validated (step S111).
  • the resonance signal calculator 51 has the transfer characteristic expressed by the expression (3).
  • the attenuation of the high-pass filter, the band-pass filter, etc. is 0.
  • a smooth transfer characteristic that does not have a pole or zero that has a value of 2 or less may be added to the transfer characteristic of equation (3).
  • the estimation signal calculation unit 5a outputs estimation signals Xsa1 and Xsa2 according to the vibration signal Xe, and the resonance characteristic estimation calculation unit 4a uses an identification method such as a least square method from the estimation signals Xsa1 and Xsa2. Thus, the resonance characteristics of the control system including the controlled object 1 are estimated.
  • the vibration suppression control setting unit 7 stores the resonance characteristics of the control system estimated by the resonance characteristic estimation calculation unit 4a, and sets the calculation characteristics of the feedforward control unit 2 and the estimation signal calculation unit 5a.
  • the motor control device has two sets of calculation units having the same functions as the resonance signal calculator 51 and the resonance characteristic estimation calculator 41 of the motor control device according to the first embodiment. Estimate the resonance frequency and resonance damping coefficient. And the damping control setting part 7 can implement
  • the vibration suppression control setting unit 7 stores the estimated resonance frequency c1 and resonance attenuation coefficient e1 of the control system as a candidate frequency c1 ′ and a candidate attenuation coefficient e1 ′, and an estimation result for the next input of the position command signal X *.
  • the damping frequency f1 and damping damping coefficient h1 of the feedforward control unit 2 are changed to the candidate frequency c1 ′ and the candidate damping coefficient e1 ′ so that the estimation signal Xsb in which only the signal component of the resonance frequency c1 is reduced is generated. It sets so that it may correspond, and the damping control of the damping frequency f1 by the feedforward control part 2 is validated (step S304).
  • the estimation signal Xsb suppresses the vibration of the resonance frequency c2 by the vibration suppression control of the vibration suppression frequency f2 in the feedforward control unit 2.
  • the resulting waveform is obtained (step S308).
  • the estimation signal Xsb in which the vibration of the resonance frequency c2 of the control system is suppressed can be used to accurately estimate the interference due to the vibration of the resonance frequency c2 of the control system. become.
  • the candidate frequency is specified after the estimation of the input of one position command signal X * is completed, but the same is applied to the input of several consecutive position command signals X *. After estimating the resonance characteristics, the next candidate frequency may be designated. Further, although the candidate frequency is designated according to the input of the position command signal X * , the candidate frequency may be designated according to changes in time and position.
  • the resonance frequency and resonance damping coefficient of the control system are estimated, and both the damping frequency and damping damping coefficient of the feedforward control unit 2 are set.
  • the effect of damping control is described.
  • the damping damping coefficient may be fixed. In this case, the damping coefficient of the control system may not be estimated.
  • steps S511 to S512 are the individual estimation steps of the resonance characteristic K2 of the control system
  • steps S513 to S514 are the individual steps of the resonance characteristic K1 of the control system. This is an estimation process.

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Abstract

　複数の周波数が重畳した残留振動の周波数と減衰係数の推定精度を向上させるために、電動機制御装置は、複数の制振周波数の候補周波数のうちの一を指定する制振制御設定部７と、制御対象１にかかる動作信号Ｘｍに基づいて、制御系の振動成分から一の候補周波数を除く他の候補周波数の信号成分を小さくした推定用信号Ｘｓを出力する推定用信号演算部５１と、出力された推定用信号Ｘｓから１個の共振周波数を推定する共振特性推定部４１と、を備え、制振制御設定部７は、複数の候補周波数の夫々を個別に一の候補周波数に指定し、個別に指定した夫々の一の候補周波数にかかる共振特性推定部４１により推定された共振周波数の夫々をフィードフォワード制御部２に設定する。

Description

電動機制御装置
　本発明は、電動機と電動機に連結された機械系からなる制御対象を駆動する電動機制御装置に関する。
　電動機制御装置では剛性の低い制御対象において位置決め駆動を行うと、機械共振などに起因して整定時に残留振動が発生する場合がある。このような場合、フィードフォワード制御部が、動作指令に対して制御対象の振動周波数の信号成分が小さくなるようにフィードフォワード信号を演算し、そのフィードフォワード信号を制御に用いることで、制御対象に発生する残留振動を抑制する制振制御が行われている。このような制振制御を行うためには、制御対象を含む制御系の共振特性の振動周波数や減衰係数に応じてフィードフォワード制御のパラメータを設定する必要がある。
　例えば、特許文献１には、駆動指令信号にもとづいて制御対象の制振周波数における信号成分が極小となるようにしたフィードフォワード信号を生成し、駆動指令信号に加算するフィードフォワード信号生成器、制御対象の位置、速度または加速度に応じた信号を入力とし、制振周波数においてゲインが極大となる伝達関数により演算した共振信号を出力する共振信号演算器および共振信号にもとづいて制御対象の共振周波数を推定する共振推定器を備えた技術が開示されている。
　ただし、駆動する制御対象によっては、位置決め駆動の整定時に生じる残留振動が２つ以上の振動周波数を重畳した波形となる場合がある。このような場合、その振動している２つ以上の周波数に対して制振制御を行うことで、残留振動を抑制し高速な位置決め駆動が行える場合がある。そのためには制振制御を行う２つ以上の周波数が重畳した残留振動から周波数や減衰係数を推定し、フィードフォワード制御部に設定する必要がある。
　残留振動抑制とは問題が異なるが、高域の機械共振特性に起因して制御系が不安定になる発振を抑制するために用いられるノッチフィルタを適切に設定する方法として、例えば、特許文献２には、入力信号に対してノッチ周波数を中心とした近傍周波数の信号成分を減衰させる複数のノッチフィルタと、複数のノッチフィルタのそれぞれに対応づけて異なった周波数帯域が設定され、動き量としての速度検出信号から、設定された周波数帯域の振動成分を抽出する複数の振動抽出フィルタと、複数の振動抽出フィルタそれぞれに対して配置され、複数の振動抽出フィルタが抽出した振動成分の振幅が減少するように、対応するノッチフィルタのノッチ周波数を制御する複数のノッチ制御部とを備える技術が開示されている。
特開２００５－３９９５４号公報 特開２００９－２９６７４６号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された技術によれば、複数の周波数が重畳した振動から振動周波数や減衰係数を精度良く推定するための方法については考慮されていない。複数の周波数が重畳した振動の周波数や減衰係数を推定する方法として、ＦＦＴなどの周波数解析を用いる方法があるが、精度の高い解析を行うためにはある程度の長さのデータが必要となったり、演算負荷が大きくなったりするという問題があった。
　また、最小二乗法などの同定アルゴリズムの計算法を用いて、比較的小さい計算負荷で振動の特性を推定することができるが、２つ以上の周波数が重畳した振動から推定を行うと、各周波数の振動の干渉により正確な推定が行えないという問題があった。
　また、特許文献２に開示された技術によれば、２つ以上の周波数が重畳した振動周波数を精度良く推定するためには、複数の振動周波数を個別に分けて抽出する必要がある。このため、振動周波数が近接している場合には、各振動抽出フィルタの通過周波数帯域を適切に設定するのが困難になるという問題があった。
　本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、複数の周波数が重畳した残留振動の周波数と減衰係数を精度よく推定できる電動機制御装置を得ることを目的とする。
　上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電動機制御装置は、入力された動作指令に応じて、設定された１つ以上の制振周波数における信号成分が小さくなるようにフィードフォワード信号を演算するフィードフォワード制御部と、前記フィードフォワード信号を用いて制御対象を駆動する駆動指令を演算する駆動指令演算部と、複数の制振周波数の候補周波数のうちの一を指定する制振制御設定部と、前記制御対象にかかる位置、速度または加速度の値に相当する動作信号に基づいて、前記制御対象を含む制御系の振動成分から前記複数の候補周波数のうちの前記指定された一の候補周波数を除く他の候補周波数の信号成分を小さくした推定用信号を出力する推定用信号演算部と、前記出力された推定用信号から１個の共振周波数を推定する共振特性推定部と、を備え、前記制振制御設定部は、前記複数の候補周波数の夫々を個別に一の候補周波数に指定し、前記個別に指定した夫々の一の候補周波数にかかる前記共振特性推定部により推定された共振周波数の夫々を前記フィードフォワード制御部の制振周波数に設定する、ことを特徴とする。
　この発明によれば、複数の周波数が重畳した残留振動の周波数と減衰係数の推定精度を向上させることが可能という効果を奏する。
図１は、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。 図２は、図１の電動機制御装置における制御系の共振特性の推定に係わる構成を示すブロック図である。 図３は、図１の電動機制御装置にて制振制御を行わない場合の速度指令信号と位置偏差の波形を示す図である。 図４は、図１の電動機制御装置にて制振制御を行った場合の速度指令信号と位置偏差の波形を示す図である。 図５は、複数の制御系の共振周波数と共振減衰係数を推定する方法における課題点を説明するフローチャートである。 図６は、図５の方法にて制振制御の自動調整を行った結果を用いて制振制御を行った場合の速度指令信号と位置偏差の波形を示す図である。 図７は、図１の電動機制御装置の制振制御自動調整方法を示すフローチャートである。 図８は、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。 図９は、図８の電動機制御装置における制御系の共振特性の推定に係わる構成を示すブロック図である。 図１０は、図８の電動機制御装置の制振制御自動調整方法を示すフローチャートである。 図１１は、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。 図１２は、図１１の電動機制御装置における制御系の共振特性の推定に係わる構成を示すブロック図である。 図１３は、図１１の電動機制御装置の制振制御自動調整方法を示すフローチャートである。 図１４は、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。 図１５は、図１４の電動機制御装置における制御系の共振特性の推定に係わる構成を示すブロック図である。 図１６は、図１４の電動機制御装置の制振制御自動調整方法を示すフローチャートである。 図１７は、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。 図１８は、図１７の電動機制御装置における制御系の共振特性の推定に係わる構成を示すブロック図である。 図１９は、図１７の電動機制御装置の制振制御自動調整方法を示すフローチャートである。
　以下に、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
実施の形態１．
　図１は、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。図１において、制御対象１には、電動機１１とそれに連結された機械系１２及び電動機１１の位置を検出する位置検出器１３が設けられている。なお、位置検出器１３は、エンコーダやリニアスケールなどを用いることができる。
　そして、電動機１１は、駆動指令Ｔ＊に応じて回転または直動運動の駆動力を発生することで機械系１２を駆動し、位置検出器１３は、電動機１１の位置を検出し、位置信号Ｘｍを出力する。
　一方、電動機制御装置は、Ｎ（Ｎは２以上の整数）個の制振周波数における制振制御を行いながら、電動機１１を駆動することができる。そして、制振制御が行われながら電動機１１が駆動されたときの制御対象１を含む制御系の位置または速度あるいは加速度の値に相当する動作信号に基づいて、制御系の共振特性を推定することができる。なお、制御系の共振特性は、制御系の共振周波数および共振減衰係数で表せられる。
　この電動機制御装置には、フィードフォワード制御部２、フィードバック制御部３、共振特性推定演算部４、推定用信号演算部５、減算器６および制振制御設定部７が設けられている。
　フィードフォワード制御部２は、制御対象１への動作指令である位置指令信号Ｘ＊に応じて、フィードフォワード信号である制振位置指令信号Ｘｒを出力する。フィードバック制御部３は、制振位置指令信号Ｘｒと位置信号Ｘｍに応じて比例や積分や微分の演算（ＰＩＤ演算）などからなる制御演算を行い、駆動指令Ｔ＊を出力する。
　制御対象１を含む制御系の共振特性による振動以外の成分を取り除くために、減算器６は、位置信号Ｘｍから制振位置指令信号Ｘｒを減算し、振動信号Ｘｅを出力する。
　推定用信号演算部５は、振動信号Ｘｅに応じて推定用信号Ｘｓを演算する。共振特性推定演算部４は、推定用信号Ｘｓに含まれる振動から最小二乗法などの同定手法を用いて制御系の共振特性を推定し、制振制御設定部７は制御系の共振特性の推定結果を記憶し、フィードフォワード制御部２と推定用信号演算部５の演算特性を設定する。
　ここで、位置指令信号Ｘ＊に応じて制御対象１が駆動されたとき、位置信号Ｘｍが振動的になる場合を考える。その場合、フィードフォワード制御部２は、位置指令信号Ｘ＊に応じて、制御対象１を含む制御系の共振周波数の信号成分が小さくなるように制振位置指令信号Ｘｒを演算することにより、位置指令信号Ｘ＊に対する応答の位置信号Ｘｍに含まれる振動を抑制する制振制御を実現できる。
　次に、フィードフォワード制御部２の演算方法を具体的に説明する。
　位置指令信号Ｘ＊と制振位置指令信号Ｘｒの関係は、ラプラス演算子ｓと伝達関数Ｆｒ（ｓ）を用いて、以下の（１）式で表せる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
　制振周波数と制振減衰係数「ωｎ＿ｉ、ζｎ＿ｉ」（ｉ＝１、２、・・・、Ｎ）を用いて、以下の（２）式に示すように伝達関数Ｆｒ（ｓ）を構成することで、フィードフォワード制御部２は、制振周波数ωｎ＿ｉにおける信号成分が小さくなるように制振位置指令信号Ｘｒを出力できる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
　ただし、ａ２Ｎ、ａ２Ｎ－１、・・・、ａ１については適切な定数を設定する。
　ここで、制振周波数ωｎ＿ｉを制御系の共振周波数に一致させることにより、位置指令信号Ｘ＊に対して位置信号Ｘｍに現れる制御系の共振周波数の振動を抑制できる。また、制振減衰係数ζｎ＿ｉについても制御系の共振減衰係数に一致させることで、位置指令信号Ｘ＊に対して位置信号Ｘｍに現れる制御系の共振周波数の振動を抑制することができる。
　ただし、フィードフォワード制御部２に設定する制振周波数及び制振減衰係数と、制御系の共振周波数及び共振減衰係数との間に誤差があると、位置信号Ｘｍに振動が現れるため、制御系の共振周波数及び共振減衰係数を正確に知る必要がある。
　次に、制御系の共振周波数と共振減衰係数、つまり制御系の共振特性の推定方法について説明する。
　図２は、図１の電動機制御装置における制御系の共振特性の推定に係わる構成を示すブロック図である。図２において、共振特性推定演算部４は、共振特性推定演算器４１を有しており、入力信号に含まれる振動成分から制御系の共振特性の推定を行う。ただし、共振特性推定演算器４１は、入力信号に含まれる振動成分の振幅が小さくなると、雑音などの影響により振動特性の推定精度が低くなる。
　そして、制振制御により位置信号Ｘｍに発生する振動の振幅が小さくなると、共振特性推定演算器４１に入力される入力信号の振動成分の振幅も小さくなるため、正確な推定が困難になる。そこで、共振特性推定演算器４１は、推定用信号演算部５が出力する推定用信号Ｘｓに含まれる振動の特性を推定することにより、制御系の共振特性を推定する。
　推定用信号演算部５は共振信号演算器５１を有しており、共振信号演算器５１は振動信号Ｘｅを入力とし、振動励起周波数ωｌ及び振動励起減衰係数ζｌを用いた以下の（３）式で表される伝達関数Ｆｖ（ｓ）の演算に基づき推定用信号Ｘｓを出力する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000003
　伝達関数Ｆｖ（ｓ）は、振動励起周波数ωｌの信号成分を大きくする特性を表わしており、振動信号Ｘｅに対し振動励起周波数ωｌの信号成分を増幅させて推定用信号Ｘｓを出力する。ここで、振動励起周波数ωｌと振動励起減衰係数ζｌを１つの制振周波数と制振減衰係数である「ωｎ＿ｋ、ζｎ＿ｋ」と一致するように設定することで、伝達関数Ｆｖ（ｓ）の分母をフィードフォワード制御部２の伝達関数Ｆｒ（ｓ）の制振周波数ωｎ＿ｋに関する分子要素と一致させられる。つまり、共振信号演算器５１は、制振周波数ωｎ＿ｋにおけるフィードフォワード制御部２の逆特性に基づいた伝達特性となる。
　その結果、フィードフォワード制御部２の演算による制振制御によって位置信号Ｘｍに表れる振動は抑制されるが、推定用信号Ｘｓには制振周波数ωｎ＿ｋにおける制振制御の効果を打ち消した大きな振幅の振動が表れる。
　そして、共振特性推定演算器４１は、最小二乗法などの同定手法を用いて共振周波数ωｐ＿ｋと共振減衰係数ζｐ＿ｋの推定を行うが、そのとき大きな振幅の振動が表れた推定用信号Ｘｓから推定を行うため、推定精度を向上させることができる。
　そして、制振制御設定部７は、共振特性推定演算部４の推定結果を基に、フィードフォワード制御部２と共振信号演算器５１のパラメータ設定を行う。
　上記のように、実施の形態１の電動機制御装置は、制御系の共振周波数と共振減衰係数を正確に推定し、フィードフォワード制御部２の制振周波数と制振減衰係数を制御系の共振周波数と共振減衰係数に一致するように設定することができ、位置指令信号Ｘ＊に対して位置信号Ｘｍに表れる振動を抑制する制振制御を実現できる。
　ここで、共振特性推定演算部４は、１回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対する制御系の共振特性の推定動作だけでは正確な推定結果を得られない場合があるため、電動機制御装置は、共振特性の推定精度を高めるために、1つの制御系の共振特性に対する推定動作を複数回繰り返すこととする。
　図３は、図１の電動機制御装置にて制振制御を行わない場合の速度指令信号と位置偏差の波形を示す図である。なお、速度指令信号は、位置指令信号Ｘ＊の変化量を速度に変換した値、位置偏差は、位置指令信号Ｘ＊から位置信号Ｘｍを減算した値である。
　図３において、電動機制御装置にて制振制御を行っていないため、位置偏差に制御系の共振特性Ｋ１、Ｋ２による２つの周波数の振動波形が重畳した波形が現れている。
　図４は、図１の電動機制御装置にて制振制御を行った場合の速度指令信号と位置偏差の波形を示す図である。図４において、フィードフォワード制御部２は２つの制振周波数における制振制御を行うことで、位置偏差に表れる図３の振動波形を抑制することができる。
　次に、制御系の共振周波数と共振減衰係数を推定し、フィードフォワード制御部２に設定する方式について説明する。
　図５は、１つの共振特性を推定完了してから他の共振特性の推定を開始するシーケンスで複数の制御系の共振特性を推定する方法を示すフローチャートである。この方法では、制御系の共振周波数と共振減衰係数を精度よく推定できず、制振制御の効果が十分得られないという課題点がある。そして、精度よく推定できない要因は、複数の制御系の共振周波数と共振減衰係数を順番に１つずつ推定する方法に問題があるので説明する。図５において、初期状態の電動機制御装置では、フィードフォワード制御部２による制振制御と、共振信号演算器５１による（３）式に基づく演算の設定は行われていない。このため、制振制御と（３）式に基づく演算は無効の状態で調整を開始する（ステップＳ００１）。
　１回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２による制振制御が無効のため、電動機１１の位置に基づいた振動信号Ｘｅには制御系の共振特性による振動が表れる（ステップＳ００２）。
　共振信号演算器５１は、（３）式に基づく演算が無効のため、振動信号Ｘｅと一致する推定用信号Ｘｓを出力し、共振特性推定演算器４１は推定用信号Ｘｓから制御系の共振特性の一つを推定する。このときの推定結果を制御系の共振特性Ｋ１の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１とする（ステップＳ００３）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’として記憶し、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１と制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように設定し、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対してフィードフォワード制御部２による制振周波数ｆ１の制振制御を有効とする。また、制振制御設定部７は、共振信号演算器５１の振動励起周波数ｐと振動励起減衰係数ｑを候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように設定し、（３）式に基づく演算を有効とする（ステップＳ００４）。
　２回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２における制振周波数ｆ１の制振制御により振動信号Ｘｅは、共振周波数ｃ１の振動が抑制された波形となる（ステップＳ００５）。
　共振信号演算器５１は、振動信号Ｘｅに対して振動励起周波数ｐの信号成分を大きくした、つまり制振周波数ｆ１の信号成分を大きくした推定用信号Ｘｓを出力する（ステップＳ００６）。ここで、推定用信号Ｘｓは、制振周波数ｆ１における制振制御を無効とした場合に相当する波形となるので、共振特性推定演算器４１は、ステップＳ００３の場合と同様に推定用信号Ｘｓから制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を推定する（ステップＳ００７）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１から候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’を更新する。そして、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１と制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように更新し、共振信号演算器５１についても候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように振動励起周波数ｐと振動励起減衰係数ｑを更新する（ステップＳ００８）。
　制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１の推定結果が前回推定の結果と同等の値になる、つまり推定結果が収束すると、共振特性Ｋ１の推定完了とし、制御系の共振特性Ｋ２の推定に移行する。推定結果が収束していない場合はステップＳ００５からの動作を繰り返す（ステップＳ００９）。
　ここで、共振特性Ｋ２の推定に移行するのに伴い、次回の入力に対して共振信号演算器５１の（３）式に基づいた演算を無効とする。一方、フィードフォワード制御部２におけるステップＳ００８で設定した制振周波数ｆ１の制振制御は維持する。そのため、次の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動したとき、振動信号Ｘｅは共振周波数ｃ１の振動が抑制された波形となる（ステップＳ０１０）。
　共振信号演算器５１は、（３）式に基づいた演算は無効のため、振動信号Ｘｅと一致する推定用信号Ｘｓを出力する。推定用信号Ｘｓは制御系の共振周波数ｃ１の振動が抑制されているため、共振特性推定演算器４１は制御系の共振特性Ｋ２の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を推定する（ステップＳ０１１）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’として記憶し、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ２と制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定し、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対してフィードフォワード制御部２による制振周波数ｆ１及び制振周波数ｆ２の制振制御を有効とする。また、制振制御設定部７は、共振信号演算器５１の振動励起周波数ｐと振動励起減衰係数ｑを候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定し、（３）式に基づく演算を有効とする（ステップＳ０１２）。
　次の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２における制振周波数ｆ１及び制振周波数ｆ２の制振制御により振動信号Ｘｅは、共振周波数ｃ１と共振周波数ｃ２の振動が抑制された波形となる（ステップＳ０１３）。
　共振信号演算器５１は振動信号Ｘｅに応じて振動励起周波数ｐの信号成分を大きくした、つまり制振周波数ｆ２の信号成分を大きくした推定用信号Ｘｓを出力する（ステップＳ０１４）。ここで、推定用信号Ｘｓは制振周波数ｆ２における制振制御を無効とした場合に相当する波形となるので、共振特性推定演算器４１は、ステップＳ０１１の場合と同様に推定用信号Ｘｓから制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を推定する（ステップＳ０１５）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２に一致するように候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’を更新する。そして、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ２と制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように更新し、共振信号演算器５１についても候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように振動励起周波数ｐと振動励起減衰係数ｑを更新する（ステップＳ０１６）。
　制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２の推定結果が前回推定の結果と同等の値になる、つまり推定結果が収束すると、共振特性Ｋ２の推定完了とする。また、推定結果が収束していない場合はステップＳ０１３からの動作を繰り返す（ステップＳ０１７）。共振特性Ｋ２の推定完了となった場合、制振制御設定部７は、候補周波数ｃ１’、ｃ２’と候補減衰係数ｅ１’、ｅ２’をフィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１、ｆ２と制振減衰係数ｈ１、ｈ２に設定し、制振制御の調整を終了する（ステップＳ０１８）。但し、この方法では、制御系の共振周波数ｃ１、ｃ２と共振減衰係数ｅ１、ｅ２を精度よく推定できず、制振制御の効果が十分得られない。
　図６は、図５の方法にて制振制御の自動調整を行った結果を用いて制振制御を行った場合の速度指令信号と位置偏差の波形を示す図である。図６において、位置偏差において制御系の共振周波数ｃ１の振動が残留している。これは、フィードフォワード制御部２に設定した制振周波数ｆ１及び制振減衰係数ｈ１と制御系の共振周波数ｃ１及び共振減衰係数ｅ１の間に誤差が生じているためである。
　このような現象が生じた要因は、制御系の共振周波数ｃ２の振動が抑制されていない推定用信号Ｘｓを用いて制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１の推定を行うことにある。そして、共振周波数ｃ２の振動の干渉により制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を正確に推定できなかったのである。
　このように、図５に示した方法では、制御系の共振特性の正確な推定を行えない。このため、正確な推定結果を用いた制振制御を行えないため、十分な振動抑制効果が得られない。
　図７は、上述した課題点を解決する方法を示した図１の電動機制御装置における制振制御自動調整方法のフローチャートである。図７において、初期状態の電動機制御装置では、フィードフォワード制御部２による制振制御と、共振信号演算器５１による（３）式に基づく演算の設定は行われない。このため、制振制御と（３）式に基づく演算は無効とし、調整を開始する（ステップＳ１０１）。
　１回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２による制振制御が無効のため、電動機１１の位置に基づいた振動信号Ｘｅには制御系の共振特性による振動が表れる（ステップＳ１０２）。
　共振信号演算器５１は、（３）式に基づく演算が無効のため、振動信号Ｘｅと一致する推定用信号Ｘｓを出力し、共振特性推定演算器４１は、推定用信号Ｘｓから制御系の共振特性の一つを推定する。この時の推定結果を制御系の共振特性Ｋ１の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１とする（ステップＳ１０３）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’として記憶し、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１と制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように設定し、次回の入力に対してフィードフォワード制御部２による制振周波数ｆ１の制振制御を有効とする。一方、共振信号演算器５１については、（３）式に基づいた演算の無効を維持する（ステップＳ１０４）。
　２回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２における制振周波数ｆ１の制振制御により、振動信号Ｘｅは、共振周波数ｃ１の振動が抑制された波形となる（ステップＳ１０５）。
　共振信号演算器５１は、（３）式に基づいた演算は無効のため、振動信号Ｘｅと一致する推定用信号Ｘｓを出力し、推定用信号Ｘｓは制御系の共振周波数ｃ１の振動が抑制された波形であるため、共振特性推定演算器４１はもう一つの制御系の共振特性である共振特性Ｋ２の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を推定する（ステップＳ１０６）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’として記憶し、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ２と制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定し、フィードフォワード制御部２による制振周波数ｆ１及び制振周波数ｆ２の制振制御を有効とする。
　また、制振制御設定部７は、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して、共振周波数ｃ２の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓを出力するように、共振信号演算器５１の振動励起周波数ｐと振動励起減衰係数ｑを候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように設定し、（３）式に基づく演算を有効とする（ステップＳ１０７）。
　３回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２における制振周波数ｆ１及び制振周波数ｆ２の制振制御により振動信号Ｘｅは、共振周波数ｃ１と共振周波数ｃ２の振動が抑制された波形となる（ステップＳ１０８）。
　共振信号演算器５１は、振動信号Ｘｅに対して振動励起周波数ｐの信号成分を大きくした、つまり制振周波数ｆ１の信号成分を大きくした推定用信号Ｘｓを演算する（ステップＳ１０９）。推定用信号Ｘｓは、制振周波数ｆ２における制振制御のみが有効である場合に相当する波形となるので、共振特性推定演算器４１は推定用信号Ｘｓから制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を推定する（ステップＳ１１０）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１に一致するように候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’を更新する。そして、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１と制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように更新し、フィードフォワード制御部２による制振周波数ｆ１及び制振周波数ｆ２の制振制御の有効を維持する。
　また、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して、共振周波数ｃ１の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓを出力するように、共振信号演算器５１には候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように振動励起周波数ｐと振動励起減衰係数ｑを設定し、（３）式に基づく演算を有効とする（ステップＳ１１１）。
　４回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２における制振周波数ｆ１及び制振周波数ｆ２の制振制御により振動信号Ｘｅは、共振周波数ｃ１と共振周波数ｃ２の振動が抑制された波形となる（ステップＳ１１２）。
　共振信号演算器５１は、振動信号Ｘｅに対して振動励起周波数ｐの信号成分を大きくした、つまり制振周波数ｆ２の信号成分を大きくした推定用信号Ｘｓを演算する（ステップＳ１１３）。推定用信号Ｘｓは、制振周波数ｆ１における制振制御のみが有効である場合に相当する波形となるので、共振特性推定演算器４１は推定用信号Ｘｓから制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を推定する（ステップＳ１１４）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２に一致するように候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’を更新する。そして、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ２と制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように更新し、フィードフォワード制御部２による制振周波数ｆ１及び制振周波数ｆ２の制振制御の有効を維持する。
　また、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して、共振周波数ｃ２の信号成分だけを小さくした信号となる推定用信号Ｘｓを出力するように、共振信号演算器５１には候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように振動励起周波数ｐと振動励起減衰係数ｑを設定し、（３）式に基づく演算を有効とする（ステップＳ１１５）。
　推定結果の制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１及び共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２が前回推定の結果と同等の値になる、つまり推定結果が収束すると、共振特性の推定完了とする。
　また、推定結果が収束していない場合はステップＳ１０８からの動作を繰り返す（ステップＳ１１６）。そして、共振特性の推定完了となった場合、制振制御設定部７はフィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１及び制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’に、制振周波数ｆ２及び制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定を行い、制振制御の調整を終了する（ステップＳ１１７）。
　図７の方法による推定結果を基にした制振制御を行うことで、図４のような位置偏差の波形となる制御対象１の駆動が実現できる。
　この実施の形態１による制振制御自動調整方法では、ステップＳ１０９からステップＳ１１０までが制御系の共振特性Ｋ１の個別推定工程となり、ステップＳ１１３からステップＳ１１４までが制御系の共振特性Ｋ２の個別推定工程となる。
　各個別推定工程の変更を順次繰り返すことで、制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１の推定について、制御系の共振周波数ｃ２の振動が抑制された推定用信号Ｘｓを用いることができ、制御系の共振周波数ｃ２の振動による干渉を抑えて正確に推定できるようになる。
　一方、制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２についても、制御系の共振周波数ｃ１の振動が抑制された推定用信号Ｘｓから推定演算を行うため、正確な推定が可能になる。
　そして、この実施の形態１による電動機制御装置において、制御系の共振周波数ｃ１及び共振周波数ｃ２の振動を抑制する制振制御を実現できるようになる。
　上記の説明では、フィードフォワード制御部２に設定する制振周波数が２つの場合について説明したが、２つ以上の制振周波数を設定する場合でも、制御系の共振周波数と共振減衰係数の正確に推定し、制振制御を実現することができる。その場合、設定する制振周波数の数に応じて個別推定工程の数を増やし、各個別推定工程の順次実行を繰り返し行えばよい。
　また、上記の説明では、ステップＳ１１１、ステップＳ１１５に示すように、共振特性を個別に推定する毎にフィードフォワード制御部２の設定を更新するようにしているが、共振特性を個別に推定する毎に設定更新するのではなく、全ての共振特性を推定した後、例えばＳ１１６の前などに、一括してフィードフォワード制御部２の設定を更新するようにしてもよい。
　また、上記の説明では、推定結果が収束すると、共振特性の推定を完了していたが、共振特性の推定を継続し、電動機制御装置を稼働させながら制振制御の修正を行うようにしてもよい。
　また、上記の説明では、１回の位置指令信号Ｘ＊が入力に対する推定が終わった後、候補周波数の指定を行っているが、連続した数回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して同じ共振特性を推定した後に、次の候補周波数の指定を行うようにしてもよい。また、位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて候補周波数の指定を行っているが、時間や位置の変化に応じて候補周波数の指定を行うようにしてもよい。
　また、上記の説明では、制御系の共振周波数と共振減衰係数を推定し、フィードフォワード制御部２の制振周波数と制振減衰係数の両方を設定する形態として説明したが、制振制御の効果としては劣るものの、簡単化のために制振減衰係数は固定としてもよく、その場合、制御系の減衰係数は推定しなくてもよい。
　また、上記の説明では、共振信号演算器５１の伝達関数Ｆｖ（ｓ）は、１つの制振周波数におけるフィードフォワード制御部２の逆特性に基づいた伝達特性としたが、特性が多少ずれた設定を行った場合でも、共振特性推定演算器４１の推定結果が若干劣化するものの、ほぼ同様の動作を行うことができる。
　また、上記の説明では、共振信号演算器５１は（３）式で表せる伝達特性を有していたが、ノイズやオフセットの影響を除くために、ハイパスフィルタやバンドパスフィルタなどの減衰が０．２以下の値となる極や零点を有さない滑らかな伝達特性を、（３）式の伝達特性に付加してもよい。
　また、上記の説明では、共振信号演算器５１に入力する信号はフィードバック制御部３に入力される信号に基づいて設定する方法を示したが、フィードバック制御部３に入力する信号と異なる信号を用いてもよく、例えば機械系１２に取り付けた加速度センサで検出した機械系１２の加速度信号などを用いても同様の動作を実現できる。
　また、上記の説明では、位置指令信号Ｘ＊の入力に対してフィードフォワード制御部２で制御系の共振周波数の信号成分を小さくする演算を行うことで制振制御を実現していたが、フィードフォワード制御部２の代わりに、位置信号Ｘｍに振動が表れないように位置指令信号Ｘ＊を整形する演算を行うブロックを設けた場合においても同様の動作を実現できる。
実施の形態２．
　図８は、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。図８において、制御対象１には、電動機１１とそれに連結された機械系１２及び電動機の位置を検出する位置検出器１３が設けられている。そして、実施の形態１の電動機制御装置と同様に、位置指令信号Ｘ＊に応じてフィードフォワード制御部２とフィードバック制御部３により演算された駆動指令Ｔ＊に応じて制御対象１は駆動され、位置検出器１３は電動機１１の位置を示す位置信号Ｘｍを出力する。
　制御対象１を含む制御系の共振特性による振動以外の成分を取り除くために、減算器６は位置信号Ｘｍから制振位置指令信号Ｘｒを減算し、振動信号Ｘｅを出力する。
　そして、推定用信号演算部５ａは、振動信号Ｘｅに応じて推定用信号Ｘｓａ１、Ｘｓａ２を出力し、共振特性推定演算部４ａは、推定用信号Ｘｓａ１、Ｘｓａ２から最小二乗法などの同定手法を用いて制御対象１を含む制御系の共振特性を推定する。制振制御設定部７は、共振特性推定演算部４ａが推定した制御系の共振特性を記憶し、フィードフォワード制御部２と推定用信号演算部５ａの演算特性を設定する。
　ここで、図８のフィードフォワード制御部２は、実施の形態１の電動機制御装置のフィードフォワード制御部２と同じ機能を有し、設定された制振周波数の制振制御を実現できる。
　図９は、図８の電動機制御装置における制御系の共振特性の推定に係わる構成を示すブロック図である。図９において、推定用信号演算部５ａは、共振信号演算器５１ａ、５２ａを有しており、これらは実施の形態１の共振信号演算器５１と同様の機能であり、（３）式に基づいた演算により、振動信号Ｘｅに対して設定した振動励起周波数の信号成分を大きくした推定用信号Ｘｓａ１、Ｘｓａ２をそれぞれ出力する。
　そして、共振特性推定演算部４ａは共振特性推定演算器４１ａ、４２ａを有しており、これらは実施の形態１の共振特性推定演算器４１と同様の機能を有し、各推定用信号Ｘｓａ１、Ｘｓａ２から制御系の共振特性をそれぞれ推定する。
　上記のように実施の形態２の電動機制御装置は、実施の形態１の電動機制御装置の共振信号演算器５１と共振特性推定演算器４１と同じ機能を有する演算部を２組有し、制御系の共振周波数と共振減衰係数を推定する。そして、制振制御設定部７は、推定結果をフィードフォワード制御部２の制振周波数と制振減衰係数に設定することで、２つの制振周波数に対する制振制御を実現できる。
　ここで、共振特性推定演算部４は、１回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対する制御系の共振特性の推定動作だけでは正確な推定結果を得られない場合があるため、電動機制御装置は、共振特性の推定精度を高めるために、１つの制御系の共振特性に対する推定動作を複数回繰り返すこととする。
　図１０は、図８の電動機制御装置の制振制御自動調整方法を示すフローチャートである。図１０において、初期状態の電動機制御装置では、フィードフォワード制御部２による制振制御と、推定用信号演算部５ａの各共振信号演算器による（３）式に基づく演算の設定は行われない。このため、制振制御と（３）式に基づく演算は無効とし、調整を開始する（ステップＳ２０１）。
　１回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２による制振制御が無効のため、振動信号Ｘｅには制御系の共振特性による振動が表れる（ステップＳ２０２）。
　推定用信号演算部５ａにおいて、（３）式に基づいた演算は無効となっているため、各共振信号演算器５１ａ、５２ａが出力する推定用信号Ｘｓａ１、Ｘｓａ２は振動信号Ｘｅと一致する。共振特性推定演算部４ａは、推定用信号Ｘｓａ１、Ｘｓａ２から制御系の共振特性を推定する（ステップＳ２０３）。
　推定用信号Ｘｓａ１、Ｘｓａ２は同じ特性の信号であるため、共振特性推定演算部４ａの推定結果は１種類となり、この時の推定結果を制御系の共振特性Ｋ１の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１とする。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’として記憶し、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１と制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように設定し、次回の入力に対してフィードフォワード制御部２による制振周波数ｆ１の制振制御を有効とする。
　また、制振制御設定部７は、推定用信号演算部５ａの共振信号演算器５１ａの振動励起周波数ｐ１と振動励起減衰係数ｑ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように設定し、（３）式に基づいた演算を有効にするが、共振信号演算器５２ａに対しては（３）式に基づいた演算の無効を維持する（ステップＳ２０４）。
　２回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２における制振周波数ｆ１の制振制御により、振動信号Ｘｅは共振周波数ｃ１の振動が抑制された波形となる（ステップＳ２０５）。
　推定用信号演算部５ａの共振信号演算器５１ａは、振動信号Ｘｅに対して振動励起周波数ｐ１の信号成分を大きくした、つまり制振周波数ｆ１の信号成分を大きくした推定用信号Ｘｓａ１を演算し（ステップＳ２０６）、共振特性推定演算部４ａの共振特性推定演算器４１ａは推定用信号Ｘｓａ１から制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を推定する（ステップＳ２０７）。
　推定用信号演算部５ａの共振信号演算器５２ａは、（３）式に基づいた演算は無効のため振動信号Ｘｅと一致した推定用信号Ｘｓａ２を出力し、推定用信号Ｘｓａ２は制御系の共振周波数ｃ１の振動が抑制されているので、共振特性推定演算部４ａの共振特性推定演算器４２ａは制御系の共振特性Ｋ２の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を推定する（ステップＳ２０８）。
　そして、制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１に一致するように候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’を更新し、更に推定した共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２に一致するように候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’を記憶する。そして、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１と制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように更新し、制振周波数ｆ２と制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定する。
　さらに、制振制御設定部７は、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して、制振周波数ｆ２の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓａ１を出力するように共振信号演算器５１ａの振動励起周波数ｐ１と振動励起減衰係数ｑ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように更新し、また、制振周波数ｆ１の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓａ２を出力するように共振信号演算器５２ａの振動励起周波数ｐ２と振動励起減衰係数ｑ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定し、（３）式に基づいた演算を有効にする（ステップＳ２０９）。
　３回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２における制振周波数ｆ１、ｆ２の制振制御により、振動信号Ｘｅは共振周波数ｃ１、ｃ２の振動が抑制された波形となる（ステップＳ２１０）。
　共振信号演算器５１ａは、振動信号Ｘｅに対し振動励起周波数ｐ１の信号成分を大きくした、つまり制振周波数ｆ１の信号成分を大きくした推定用信号Ｘｓａ１を出力し（ステップＳ２１１）、共振特性推定演算器４１ａは制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を推定する（ステップＳ２１２）。
　共振信号演算器５２ａは、振動信号Ｘｅから振動励起周波数ｐ２の信号成分を大きくした、つまり制振周波数ｆ２の信号成分を大きくした推定用信号Ｘｓａ２を出力し（ステップＳ２１３）、共振特性推定演算器４２ａは制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を推定する（ステップＳ２１４）。
　そして、制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１、ｃ２と共振減衰係数ｅ１、ｅ２に一致するように候補周波数ｃ１’、ｃ２’及び候補減衰係数ｅ１’、ｅ２’を更新し、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１と制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に更新するとともに、制振周波数ｆ２と制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように更新する。
　さらに、制振制御設定部７は、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して、制振周波数ｆ２の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓａ１を出力するように共振信号演算器５１ａの振動励起周波数ｐ１と振動励起減衰係数ｑ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように更新し、また、制振周波数ｆ１の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓａ２を出力するように共振信号演算器５２ａの振動励起周波数ｐ２と振動励起減衰係数ｑ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように更新する（ステップＳ２１５）。
　推定結果の制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１及び共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２が前回推定の結果と同等の値になる、つまり推定結果が収束すると、共振特性の推定完了とする。
　また、推定結果が収束していない場合はステップＳ２１０からの動作を繰り返す（ステップＳ２１６）。共振特性の推定完了となった場合、制振制御設定部７はフィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１及び制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’に、制振周波数ｆ２及び制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定を行い、制振制御の調整を終了する（ステップＳ２１７）。
　上述した方法による推定結果を基にした制振制御を行うことで、図４のような位置偏差の波形となる制御対象１の駆動が実現できる。
　この発明の実施の形態２による制振制御自動調整方法では、ステップＳ２１１からステップＳ２１２までが制御系の共振特性Ｋ１の個別推定工程となり、ステップＳ２１３からステップＳ２１４までが制御系の共振特性Ｋ２の個別推定工程となる。
　制御系の共振特性Ｋ１の個別推定工程では、制御系の共振周波数ｃ２の振動が抑制された推定用信号Ｘｓａ１を用いることで制御系の共振周波数ｃ２の振動による干渉を抑えた正確な推定が可能になる。
　制御系の共振特性Ｋ２の個別推定工程においても、制御系の共振周波数ｃ１の振動が抑制された推定用信号Ｘｓａ２を用いることで制御系の共振周波数ｃ１の振動による干渉を抑えた正確な推定が可能になる。
　また、各個別推定工程を同時に実施することにより、推定完了までの時間を短縮できる。そして、この発明の実施の形態２による電動機制御装置において、制御系の共振周波数ｃ１及び共振周波数ｃ２の振動を抑制する制振制御を実現できるようになる。
　上記の説明ではフィードフォワード制御部２に設定する制振周波数が２つの場合について説明したが、２つ以上の制振周波数を設定する場合でも、制御系の共振周波数と共振減衰係数を正確に推定し、制振制御を実現することができる。
　その場合、設定する制振周波数の数に応じて個別推定工程の数を増やし、それに応じて推定用信号演算部５ａの共振信号演算器と共振特性推定演算部４ａの共振特性推定演算器の数を並列演算となるように増やせばよい。
　また、上記の説明では、推定結果が収束すると、共振特性の推定を完了していたが、共振特性の推定を継続し、電動機制御装置を稼働させながら制振制御の修正を行うようにしてもよい。
　また、上記の説明では、制御系の共振周波数と共振減衰係数を推定し、フィードフォワード制御部２の制振周波数と制振減衰係数の両方を設定する形態として説明したが、制振制御の効果としては劣るものの、簡単化のために制振減衰係数は固定としてもよく、その場合、制御系の減衰係数は推定しなくてもよい。
　また、上記の説明では、各共振信号演算器５１ａ、５２ａは（３）式で表せる伝達特性を有していたが、ノイズやオフセットの影響を除くために、ハイパスフィルタやバンドパスフィルタなどの減衰が０．２以下の値となる極や零点を有さない滑らかな伝達特性を（３）式で表せる伝達特性に付加して良い。
　また、上記の説明では、推定用信号演算部５ａに入力する信号は、フィードバック制御部３に入力される信号に基づいた信号としていたが、フィードバック制御部３に入力する信号と異なる信号を用いてもよく、例えば機械系１２に取り付けた加速度センサで検出した機械系１２の加速度信号などを用いても同様の動作を実現できる。
　また、上記の説明では、位置指令信号Ｘ＊の入力に対してフィードフォワード制御部２で制御系の共振周波数の信号成分を小さくする演算を行うことで制振制御を実現していたが、フィードフォワード制御部２の代わりに、位置信号Ｘｍに振動が表れないように位置指令信号Ｘ＊を整形する演算を行うブロックを設けるようにしてもよい。
実施の形態３．
　図１１は、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。図１１において、この電動機制御装置は、実施の形態１の電動機制御装置の推定用信号演算部５を推定用信号演算部５ｂに変更した構成となっている。その他の構成要素に関しては、実施の形態１の電動機制御装置の構成要素と同等の機能を有している。
　図１２は、図１１の電動機制御装置における制御系の共振特性の推定に係わる構成を示すブロック図である。図１２において、推定用信号演算部５ｂは推定用信号演算器５１ｂを有しており、振動信号Ｘｅからノイズやオフセットの影響を除くために、推定用信号演算器５１ｂはハイパスフィルタやバンドパスフィルタなどの減衰が０．２以下の値となる極や零点を有さない滑らかな伝達特性に基づく演算により推定用信号Ｘｓｂを出力する。共振特性推定演算部４は、実施の形態１と同様に共振特性推定演算器４１を有しており、推定用信号Ｘｓｂに含まれる振動成分から制御系の共振特性の推定を行う。
　図１３は、図１１の電動機制御装置の制振制御自動調整方法を示すフローチャートである。図１３において、初期状態の電動機制御装置では、フィードフォワード制御部２による制振制御の設定は行われていない。このため、制振制御の演算は無効とし、調整を開始する（ステップＳ３０１）。
　１回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２による制振制御が無効のため、振動信号Ｘｅ並びに推定用信号演算部５ｂが出力する推定用信号Ｘｓｂには制御系の共振特性による振動が表れる（ステップＳ３０２）。
　共振特性推定演算器４１は推定用信号Ｘｓｂから制御系の共振周波数と共振減衰係数を推定し、この推定結果を制御系の共振特性Ｋ１の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１とする（ステップＳ３０３）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’として記憶し、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して推定結果の共振周波数ｃ１の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓｂが生成されるように、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１及び制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’に一致するように設定し、フィードフォワード制御部２による制振周波数ｆ１の制振制御を有効とする（ステップＳ３０４）。
　２回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２における制振周波数ｆ１の制振制御により、推定用信号Ｘｓｂは共振周波数ｃ１の振動が抑制された波形となる（ステップＳ３０５）。
　共振特性推定演算器４１は、推定用信号Ｘｓｂから制御系の共振特性Ｋ２の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を推定する（ステップＳ３０６）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’として記憶し、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して推定結果の共振周波数ｃ２の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓｂが生成されるように、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ２及び制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定し、フィードフォワード制御部２による制振周波数ｆ２の制振制御を有効とし、一方で制振周波数ｆ１の制振制御については無効とする（ステップＳ３０７）。
　３回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２における制振周波数ｆ２の制振制御により、推定用信号Ｘｓｂは共振周波数ｃ２の振動が抑制された波形となる（ステップＳ３０８）。
　共振特性推定演算器４１は、推定用信号Ｘｓｂから制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を推定する（ステップＳ３０９）。制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１から候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’を更新し、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して推定結果の共振周波数ｃ１の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓｂが生成されるように、フィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１と制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように更新し、フィードフォワード制御部２による制振周波数ｆ１の制振制御を有効とし、一方で制振周波数ｆ２の制振制御については無効にする（ステップＳ３１０）。
　推定結果の制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１及び共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２が前回推定の結果と同等の値になる、つまり推定結果が収束すると、共振特性の推定完了とする。
　また、共振特性K１と共振特性K２の推定を２回以上行っていない場合、もしくは推定結果が収束していない場合はステップＳ３０５からの動作を繰り返す（ステップＳ３１１）。共振特性の推定完了となった場合、制振制御設定部７はフィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１及び制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’に、制振周波数ｆ２及び制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定を行い、制振制御の調整を終了する（ステップＳ３１２）。
　上述した方法による推定結果を基にした制振制御を行うことで、図４のような位置偏差の波形となる制御対象１の駆動が実現できる。
　この発明の実施の形態３による制振制御自動調整方法では、ステップＳ３０５からステップＳ３０７までが制御系の共振特性Ｋ２の個別推定工程となり、ステップＳ３０８からステップＳ３１０までが制御系の共振特性Ｋ１の個別推定工程となる。
　制御系の共振特性Ｋ１の個別推定工程では、制御系の共振周波数ｃ２の振動が抑制された推定用信号Ｘｓｂを用いることで制御系の共振周波数ｃ２の振動による干渉を抑えた正確な推定が可能になる。
　制御系の共振特性Ｋ２の個別推定工程においては、制御系の共振周波数ｃ１の振動が抑制された推定用信号Ｘｓｂを用いることで制御系の共振周波数ｃ１の振動による干渉を抑えた正確な推定が可能になる。
　そして、この発明の実施の形態３による電動機制御装置において、制御系の共振周波数ｃ１及び共振周波数ｃ２の振動を抑制する制振制御を実現できるようになる。
　上記の説明ではフィードフォワード制御部２に設定する制振周波数が２つの場合について説明したが、２つ以上の制振周波数を設定する場合でも、制御系の共振周波数と共振減衰係数を正確に推定し、制振制御を実現することができる。その場合、設定する制振周波数の数に応じて個別推定工程の数を増やし、各個別推定工程の順次実行を繰り返せばよい。
　また、上記の説明では、動作指令である位置指令信号Ｘ＊が入力される毎に推定する共振周波数の変更を行っているが、数回の位置指令信号Ｘ＊の入力毎に推定する共振周波数の変更を行ってもよい。また、位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて推定する共振周波数の変更を行っているが、時間や位置に応じて推定する共振周波数の変更を行ってもよい。
　また、上記の説明では、１回の位置指令信号Ｘ＊が入力に対する推定が終わった後、候補周波数の指定を行っているが、連続した数回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して同じ共振特性を推定した後に、次の候補周波数の指定を行うようにしてもよい。また、位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて候補周波数の指定を行っているが、時間や位置の変化に応じて候補周波数の指定を行うようにしてもよい。
　また、上記の説明では、ノイズやオフセットの影響を除くために、推定用信号演算器５１ｂはハイパスフィルタやバンドパスフィルタなどの伝達特性を有しているとしたが、振動信号Ｘｅから推定用信号Ｘｓｂまでを直達としてもよい。また、推定用信号演算部５ｂを省略した構成でも制御系の共振特性の推定を行うことができ、その場合、計算負荷を小さくすることができる。
　また、上記の説明では、共振特性推定演算部４に入力する信号はフィードバック制御部３に入力される信号に基づいた信号としていたが、フィードバック制御部３に入力する信号と異なる信号を用いてもよく、例えば機械系１２に取り付けた加速度センサで検出した機械系１２の加速度信号などを用いても同様の動作を実現できる。
　また、上記の説明では、位置指令信号Ｘ＊の入力に対してフィードフォワード制御部２で制御系の共振周波数の信号成分を小さくする演算を行うことで制振制御を実現していたが、フィードフォワード制御部２の代わりに、位置信号Ｘｍに振動が表れないように位置指令信号Ｘ＊を整形するブロックを設けるようにしてもよい。
実施の形態４．
　図１４は、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。図１４において、この電動機制御装置は、実施の形態１の電動機制御装置の推定用信号演算部５を推定用信号演算部５ｃに変更した構成となっている。その他の構成要素に関しては、実施の形態１の電動機制御装置の構成要素と同等の機能を有している。
　図１５は、図１４の電動機制御装置における制御系の共振特性の推定に係わる構成を示すブロック図である。図１５において、推定用信号演算部５ｃは振動除去信号演算器５１ｃを有しており、振動除去信号演算器５１ｃは、制振位置指令信号Ｘｒから位置信号Ｘｍを減算した振動信号Ｘｅに応じて推定用信号Ｘｓｃを演算する。
　次に、制御系の共振周波数と共振減衰係数の推定について説明する。
　振動除去信号演算器５１ｃは振動信号Ｘｅを入力とし、設定された振動除去周波数と振動除去減衰係数の組「ωｍ＿ｊ、ζｍ＿ｊ」（ｊ＝１、２、・・・、Ｎ－１）を用いた（４）式で表される伝達関数Ｆｓ（ｓ）の演算により推定用信号Ｘｓｃを出力する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000004
　ただし、ａ２Ｎ－２、ａ２Ｎ－３、・・・、ａ１については適切な定数を設定する。
　この（４）式の伝達関数Ｆｓ（ｓ）は、設定した振動除去周波数の信号成分を小さくする特性を表わしており、振動信号Ｘｅに対し振動除去周波数の信号成分を小さくして推定用信号Ｘｓｃを出力する。
　そして、共振特性推定演算部４は、推定用信号Ｘｓｃを入力とし、最小二乗法などの同定手法を用いて、制御系の共振周波数と共振減衰係数の推定を行う。
　上記のように実施の形態４の電動機制御装置は、制御系の共振周波数と共振減衰係数を正確に推定し、位置指令信号Ｘ＊に対して位置信号Ｘｍに表れる共振周波数の振動を抑制できるようになる。
　ここで、共振特性推定演算部４は、１回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対する制御系の共振特性の推定動作だけでは正確な推定結果を得られない場合があるため、電動機制御装置は、共振特性の推定精度を高めるために、1つの制御系の共振特性に対する推定動作を複数回繰り返すこととする。
　図１６は、図１４の電動機制御装置の制振制御自動調整方法を示すフローチャートである。図１６において、制振制御自動調整中にはフィードフォワード制御部２の制振制御演算は無効となる。また、初期状態では、推定用信号演算部５ｃの振動除去信号演算器５１ｃによる（４）式に基づく演算の設定は行われない。このため、制振制御と（４）式に基づく演算は無効とし、調整を開始する（ステップＳ４０１）。
　１回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２による制振制御が無効のため、振動信号Ｘｅには制御系の共振特性による振動が表れる（ステップＳ４０２）。
　振動除去信号演算器５１ｃは、（４）式に基づく演算は無効であり、振動信号Ｘｅと一致する推定用信号Ｘｓｃを出力し、共振特性推定演算器４１は推定用信号Ｘｓｃから制御系の共振特性を推定し、この推定結果を制御系の共振特性Ｋ１の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１とする（ステップＳ４０３）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’として記憶し、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して推定した共振周波数ｃ１の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓｃを出力するように、振動除去信号演算器５１ｃの振動除去周波数ｇと振動除去減衰係数ｉを候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように設定し、振動除去信号演算器５１ｃについて振動除去周波数ｇにおける（４）式に基づいた演算を有効とする（ステップＳ４０４）。
　２回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、振動信号Ｘｅには制御系の共振特性による振動が表れる（ステップＳ４０５）。
　振動除去信号演算器５１ｃは、振動信号Ｘｅに応じて振動除去周波数ｇ１の信号成分を小さくした推定用信号Ｘｓｃを出力する（ステップＳ４０６）。推定用信号Ｘｓｃは制御系の共振周波数ｃ１の振動が抑制されているため、共振特性推定演算器４１は推定用信号Ｘｓｃから制御系の共振特性Ｋ２の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を推定する（ステップＳ４０７）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’として記憶し、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して推定した共振周波数ｃ２の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓｃを出力するように、振動除去信号演算器５１ｃの振動除去周波数ｇと振動除去減衰係数ｉ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定し、振動除去信号演算器５１ｃの振動除去周波数ｇにおける（４）式に基づいた演算を有効とする（ステップＳ４０８）。
　３回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、振動信号Ｘｅには制御系の共振特性による振動が表れる（ステップＳ４０９）。
　振動除去信号演算器５１ｃは、振動信号Ｘｅに応じて振動除去周波数ｇの信号成分を小さくした推定用信号Ｘｓｃを出力する（ステップＳ４１０）。推定用信号Ｘｓｃは制御系の共振周波数ｃ２の振動が抑制されているため、共振特性推定演算器４１は推定用信号Ｘｓｃから制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を推定する（ステップＳ４１１）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１から候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’を更新し、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して推定した共振周波数ｃ１の信号成分だけを小さくした信号となる推定用信号Ｘｓｃを出力するように、振動除去信号演算器５１ｃの振動除去周波数ｇと振動除去減衰係数ｉを候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように設定し、振動除去信号演算器５１ｃについて振動除去周波数ｇにおける（４）式に基づいた演算を有効とする（ステップＳ４１２）。
　推定結果の制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１及び共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２が前回推定の結果と同等の値になる、つまり推定結果が収束すると、共振特性の推定完了とする。
　また、共振特性K１と共振特性K２の推定を２回以上行っていない場合、もしくは推定結果が収束していない場合はステップＳ４０５からの動作を繰り返す（ステップＳ４１３）。共振特性の推定完了となった場合、制振制御設定部７はフィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１及び制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’に、制振周波数ｆ２及び制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定を行い、制振制御の調整を終了する（ステップＳ４１４）。
　上述した方法による推定結果を基にした制振制御を行うことで、図４のような位置偏差の波形となる制御対象１の駆動が実現できる。
　この発明の実施の形態４による制振制御自動調整方法では、ステップＳ４０６からステップＳ４０７までが制御系の共振特性Ｋ２の個別推定工程となり、ステップＳ４１０からステップＳ４１１までが制御系の共振特性Ｋ１の個別推定工程となる。
　各個別推定工程の変更を繰り返すことで、制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１の推定について、制御系の共振周波数ｃ２の振動が抑制された推定用信号Ｘｓｃを用いることができ、制御系の共振周波数ｃ２の振動による干渉を抑えて正確に推定できるようになる。
　制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２についても、制御系の共振周波数ｃ１の振動が抑制された推定用信号Ｘｓｃから推定演算を行うため、正確な推定が可能になる。そして、この発明の実施の形態４による電動機制御装置において、制御系の共振周波数ｃ１及び共振周波数ｃ２の振動を抑制する制振制御を実現できるようになる。
　上記の説明ではフィードフォワード制御部２に設定する制振周波数が２つの場合について説明したが、２つ以上の制振周波数を設定する場合でも、制御系の共振周波数と共振減衰係数を正確に推定し、制振制御を実現することができる。その場合、設定する制振周波数の数に応じて個別推定工程の数を増やし、各個別推定工程の順次実行を繰り返せばよい。
　また、上記の説明では、１回の位置指令信号Ｘ＊が入力に対する推定が終わった後、候補周波数の指定を行っているが、連続した数回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して同じ共振特性を推定した後に、次の候補周波数の指定を行うようにしてもよい。また、位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて候補周波数の指定を行っているが、時間や位置の変化に応じて候補周波数の指定を行うようにしてもよい。
　また、上記の説明では、動作指令である位置指令信号Ｘ＊の入力が複数回あることで各個別推定工程を実現しているが、位置指令信号Ｘ＊を１回入力したときの振動信号Ｘｅの波形をデータとして記憶し、その波形データを呼び出すことで各個別推定工程を実現しても良い。その場合、図１６のフローチャートで示した各ステップからステップＳ４０５とステップＳ４０９を省略することができる。
　また、上記の説明では、制御系の共振周波数と共振減衰係数を推定し、フィードフォワード制御部２の制振周波数と制振減衰係数の両方を設定する形態として説明したが、制振制御の効果としては劣るものの、簡単化のために制振減衰係数は固定としてもよく、その場合、制御系の減衰係数は推定しなくてもよい。
　また、上記の説明では、振動除去信号演算器５１ｃは（４）式で表せる伝達特性を有していたが、ノイズやオフセットの影響を除くために、ハイパスフィルタやバンドパスフィルタなどの減衰が０．２以下の値となる極や零点を有さない滑らかな伝達特性を（４）式で表せる伝達特性に付加して良い。
　また、上記の説明では、推定用信号演算部５ｃに入力する信号はフィードバック制御部３に入力される信号に基づいた信号としていたが、フィードバック制御部３に入力する信号と異なる信号を用いてもよく、例えば機械系１２に取り付けた加速度センサで検出した機械系１２の加速度信号などを用いても同様の動作を実現できる。
　また、上記の説明では、位置指令信号Ｘ＊の入力に対してフィードフォワード制御部２で制御系の共振周波数の信号成分を小さくする演算を行うことで制振制御を実現していたが、フィードフォワード制御部２の代わりに、位置信号Ｘｍに振動が表れないように位置指令信号Ｘ＊を整形するブロックを設けるようにしてもよい。
実施の形態５．
　図１７は、本発明に係る電動機制御装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。図１７において、この電動機制御装置は、実施の形態２の電動機制御装置の推定用信号演算部５ａを推定用信号演算部５ｄに変更した構成となっている。その他の構成要素に関しては、実施の形態２の電動機制御装置の構成要素と同等の機能を有している。
　図１８は、図１７の電動機制御装置における制御系の共振特性の推定に係わる構成を示すブロック図である。図１８において、推定用信号演算部５ｄは振動除去信号演算器５１ｄ、５２ｄを有し、振動除去信号演算器５１ｄ、５２ｄは、制振位置指令信号Ｘｒから位置信号Ｘｍを減算した振動信号Ｘｅに応じて推定用信号Ｘｓｄ１、Ｘｓｄ２をそれぞれ演算する。
　ここで、振動除去信号演算器５１ｄ、５２ｄは、実施の形態４の振動除去信号演算器５１ｃと同等の機能を有し、（４）式に基づく演算により振動信号Ｘｅに対し設定した振動除去周波数の信号成分を小さくして推定用信号Ｘｓｄ１、Ｘｓｄ２をそれぞれ出力する。
　図１９は、図１７の電動機制御装置の制振制御自動調整方法を示すフローチャートである。図１９において、制振制御自動調整中にはフィードフォワード制御部２の制振制御演算は無効となる。また、初期状態では、推定用信号演算部５ｄの振動除去信号演算器５１ｄと振動除去信号演算器５２ｄの（４）式に基づく演算は無効とし、調整を開始する（ステップＳ５０１）。
　１回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、フィードフォワード制御部２による制振制御が無効のため、振動信号Ｘｅには制御系の共振特性による振動が表れる（ステップＳ５０２）。
　推定用信号演算部５ｄの各振動除去信号演算器５１ｄ、５２ｄは（４）式に基づく演算は無効のため、振動信号Ｘｅと一致した推定用信号Ｘｓｄ１、Ｘｓｄ２をそれぞれ出力し、共振特性推定演算部４ａは各推定用信号Ｘｓｄ１、Ｘｓｄ２から制御系の共振特性を推定する。
　推定用信号Ｘｓｄ１、Ｘｓｄ２は同じ特性の信号であるため、共振特性推定演算部４ａの推定結果は１つであり、このときの推定結果を制御系の共振特性Ｋ１の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１とする（ステップＳ５０３）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’として記憶し、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して推定した共振周波数ｃ１の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓｄ１を出力するように、推定用信号演算部５ｄの振動除去信号演算器５１ｄの振動除去周波数ｇ１と振動除去減衰係数ｉ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように設定し、振動除去周波数ｇ１における（４）式に基づいた演算を有効とする。一方、推定用信号演算部５ｄの振動除去信号演算器５２ｄは、（４）式に基づく演算の無効を維持する（ステップＳ５０４）。
　２回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、振動信号Ｘｅには制御系の共振特性による振動が表れる（ステップＳ５０５）。
　推定用信号演算部５ｄの振動除去信号演算器５１ｄは、振動信号Ｘｅに応じて振動除去周波数ｇ１の信号成分を小さくした推定用信号Ｘｓｄ１を出力し（ステップＳ５０６）、推定用信号Ｘｓｄ１は制御系の共振周波数ｆ１の振動が抑制されているため、共振特性推定演算部４ａの共振特性推定演算器４１ａは制御系の共振特性Ｋ２の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を推定する（ステップＳ５０７）。
　推定用信号演算部５ｄの振動除去信号演算器５２ｄは（４）式に基づく演算は無効のため、振動信号Ｘｅと一致した推定用信号Ｘｓｄ２を出力し、共振特性推定演算部４ａの共振特性推定演算器４２ａは推定用信号Ｘｓｄ２から制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を推定する（ステップＳ５０８）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１に一致するように候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’を更新し、更に推定した共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２に一致するように候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’を記憶する。そして、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して推定した共振周波数ｃ１の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓｄ１を出力するように振動除去信号演算器５１ｄの振動除去周波数ｇ１と振動除去減衰係数ｉ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように更新し、共振周波数ｃ２の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓｄ２を出力するように、振動除去信号演算器５２ｄに対しては振動除去周波数ｇ２と振動除去減衰係数ｉ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定し、振動除去周波数ｇ２における（４）式に基づいた演算を有効にする（ステップＳ５０９）。
　３回目の位置指令信号Ｘ＊の入力に応じて制御対象１が駆動されたとき、振動信号Ｘｅには制御系の共振特性による振動が表れる（ステップＳ５１０）。
　振動除去信号演算器５１ｄは、振動信号Ｘｅに応じて振動除去周波数ｇ１の信号成分を小さくした推定用信号Ｘｓｄ１を出力し（ステップＳ５１１）、推定用信号Ｘｓｄ１は制御系の共振周波数ｃ１の振動が抑制されているため、共振特性推定演算器４１ａは制御系の共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２を推定する（ステップＳ５１２）。
　振動除去信号演算器５２ｄは、振動信号Ｘｅに応じて振動除去周波数ｇ２の信号成分を小さくした推定用信号Ｘｓｄ２を出力し（ステップＳ５１３）、推定用信号Ｘｓｄ２は制御系の共振周波数ｃ２の振動が抑制されているため、共振特性推定演算器４２ａは推定用信号Ｘｓｄ２から制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１を推定する（ステップＳ５１４）。
　制振制御設定部７は、推定した制御系の共振周波数ｃ１、ｃ２と共振減衰係数ｅ１、ｅ２に一致するように候補周波数ｃ１’、ｃ２’及び候補減衰係数ｅ１’、ｅ２’を更新し、次回の位置指令信号Ｘ＊の入力に対して推定した共振周波数ｃ１の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓｄ１と推定した共振周波数ｃ２の信号成分だけを小さくした推定用信号Ｘｓｄ２を出力するように、振動除去信号演算器５１ｄの振動除去周波数ｇ１と振動除去減衰係数ｉ１を候補周波数ｃ１’と候補減衰係数ｅ１’に一致するように更新し、振動除去信号演算器５１ｄに対しては振動除去周波数ｇ２と振動除去減衰係数ｉ２を候補周波数ｃ２’と候補減衰係数ｅ２’に一致するように更新する（ステップＳ５１５）。
　推定結果の制御系の共振周波数ｃ１と共振減衰係数ｅ１及び共振周波数ｃ２と共振減衰係数ｅ２が前回推定の結果と同等の値になる、つまり推定結果が収束すると、共振特性の推定完了とする。
　また、推定結果が収束していない場合はステップＳ５１０からの動作を繰り返す（ステップＳ５１６）。共振特性の推定完了となった場合、制振制御設定部７はフィードフォワード制御部２の制振周波数ｆ１及び制振減衰係数ｈ１を候補周波数ｃ１’及び候補減衰係数ｅ１’に、制振周波数ｆ２及び制振減衰係数ｈ２を候補周波数ｃ２’及び候補減衰係数ｅ２’に一致するように設定を行い、制振制御の調整を終了する（ステップＳ５１７）。
　上述した方法による推定結果を基にした制振制御を行うことで、図４のような位置偏差の波形となる制御対象１の駆動が実現できる。
　この発明の実施の形態５による制振制御自動調整方法では、ステップＳ５１１からステップＳ５１２までが制御系の共振特性Ｋ２の個別推定工程となり、ステップＳ５１３からステップＳ５１４までが制御系の共振特性Ｋ１の個別推定工程となる。
　制御系の共振特性Ｋ１の個別推定工程では、制御系の共振周波数ｃ２の振動が抑制された推定用信号Ｘｓｄ２を用いることで制御系の共振周波数ｃ２の振動による干渉を抑えた正確な推定が可能になる。
　制御系の共振特性Ｋ２の個別推定工程においても、制御系の共振周波数ｃ１の振動が抑制された推定用信号Ｘｓｄ１を用いることで制御系の共振周波数ｃ１の振動による干渉を抑えた正確な推定が可能になる。
　また、各個別推定工程を同時に実施することにより、推定完了までの時間を短縮できる。そして、この実施の形態５による電動機制御装置において、制御系の共振周波数ｃ１及び共振周波数ｃ２の振動を抑制する制振制御を実現できるようになる。
　上記の説明ではフィードフォワード制御部２に設定する制振周波数が２つの場合について説明したが、２つ以上の制振周波数を設定する場合でも、制御系の共振周波数と共振減衰係数を正確に推定し、制振制御を実現することができる。その場合、設定する制振周波数の数に応じて個別推定工程の数を増やし、それに応じて推定用信号演算部５ｄの振動除去信号演算器と共振特性推定演算部４ａの共振特性推定演算器の数を並列演算となるように増やせばよい。
　また、上記の説明では、動作指令である位置指令信号Ｘ＊の入力が複数回あることで各個別推定工程を実現しているが、位置指令信号Ｘ＊を１回入力したときの振動信号Ｘｅの波形をデータとして記憶し、その波形データを呼び出すことで各個別推定工程を実現しても良い。その場合、図１９のフローチャートで示した各ステップからステップＳ５０５とステップＳ５１０を省略することができる。
　また、上記の説明では、制御系の共振周波数と共振減衰係数を推定し、フィードフォワード制御部２の制振周波数と制振減衰係数の両方を設定する形態として説明したが、制振制御の効果としては劣るものの、簡単化のために制振減衰係数は固定としてもよく、その場合、制御系の減衰係数は推定しなくてもよい。
　また、上記の説明では、各振動除去信号演算器５１ｄ、５２ｄは（４）式で表せる伝達特性を有していたが、ノイズやオフセットの影響を除くために、ハイパスフィルタやバンドパスフィルタなどの減衰が０．２以下の値となる極や零点を有さない滑らかな伝達特性を（４）式で表せる伝達特性に付加しても良い。
　また、上記の説明では、推定用信号演算部５ｄに入力する信号はフィードバック制御部３に入力される信号に基づいた信号としていたが、フィードバック制御部３に入力する信号と異なる信号を用いてもよく、例えば機械系１２に取り付けた加速度センサで検出した機械系１２の加速度信号などを用いても同様の動作を実現できる。
　また、上記の説明では、位置指令信号Ｘ＊の入力に対してフィードフォワード制御部２で制御系の共振周波数の信号成分を小さくする演算を行うことで制振制御を実現していたが、フィードフォワード制御部２の代わりに、位置信号Ｘｍに振動が表れないように位置指令信号Ｘ＊を整形する演算を行うブロックを設けるようにしてもよい。
　以上のように本発明に係る電動機制御装置は、複数の振動周波数が重畳した残留振動が発生する制御対象の駆動に適している。
　１　制御対象
　２　フィードフォワード制御部
　３　フィードバック制御部
　４、４ａ　共振特性推定演算部
　４１、４１ａ、４２ａ　共振特性推定演算器
　５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ　推定用信号演算部
　５１、５１ａ、５２ａ　共振信号演算器
　５１ｂ　推定用信号演算器
　５１ｃ、５１ｄ、５２ｄ　振動除去信号演算器
　６　減算器
　７　制振制御設定部
　１１　電動機
　１２　機械系
　１３　位置検出器

Claims (7)

  1. 　入力された動作指令に応じて、設定された複数の制振周波数における信号成分が小さくなるようにフィードフォワード信号を演算するフィードフォワード制御部と、
    　前記フィードフォワード信号を用いて制御対象を駆動する駆動指令を演算する駆動指令演算部と、
    　複数の制振周波数の候補周波数のうちの一を指定する制振制御設定部と、
    　前記制御対象にかかる位置、速度または加速度の値に相当する動作信号に基づいて、前記制御対象を含む制御系の振動成分から前記複数の候補周波数のうちの前記指定された一の候補周波数を除く他の候補周波数の信号成分を小さくした推定用信号を出力する推定用信号演算部と、
    　前記出力された推定用信号から１個の共振周波数を推定する共振特性推定部と、
    　を備え、
    　前記制振制御設定部は、前記複数の候補周波数の夫々を個別に一の候補周波数に指定し、前記個別に指定した夫々の一の候補周波数にかかる前記共振特性推定部により推定された共振周波数の夫々を前記フィードフォワード制御部の制振周波数に設定する、
    　ことを特徴とする電動機制御装置。
  2. 　前記制振制御設定部は、指定した一の候補周波数を前記共振特性推定部により推定された当該一の候補周波数にかかる共振周波数で更新し、指定および更新を前記複数の候補周波数の全てに対して夫々１以上の回数ずつ行うことを所定回数または前記複数の候補周波数が夫々収束するまで実行し、前記所定回数実行後または収束後の前記複数の候補周波数を前記フィードフォワード制御部の制振周波数に設定する、
    　ことを特徴とする請求項１に記載の電動機制御装置。
  3. 　前記制振制御設定部は、前記複数の候補周波数に対して指定および更新を行う際、指定した一の候補周波数にかかる共振周波数の推定が行われた後、同一または次の候補周波数を指定する、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の電動機制御装置。
  4. 　前記共振特性推定部および前記推定用信号演算部を夫々複数備え、
    　前記制振制御設定部は、前記複数の候補周波数に対して指定および更新を行う際、前記複数の推定用信号演算部の夫々に対して並列に、夫々異なる一の候補周波数を指定し、
    　前記夫々の推定用信号演算部は、並列に推定信号を出力し、
    　前記夫々の共振特性推定部は、対応する前記推定用信号演算部が出力した推定用信号から夫々１個の共振周波数を並列に推定する、
    　ことを特徴とする請求項２に記載の電動機制御装置。
  5. 　前記フィードフォワード制御部は、前記制振制御設定部により逐次更新される複数の候補周波数を制振周波数としてフィードフォワード信号を演算し、
    　前記推定信号演算部は、前記制御対象の動作信号の振動成分のうちの前記指定された一の候補周波数の信号成分を大きくする、
    　ことを特徴とする請求項２～４のうちの何れか１項に記載の電動機制御装置。
  6. 　前記フィードフォワード制御部は、制振周波数が設定されるまで前記動作指令に対して何れの候補周波数の信号成分も小さくすることなくフィードフォワード信号を演算し、
    　前記推定信号演算部は、前記動作信号から推定用信号までの伝達特性が前記他の候補周波数の信号成分が小さくなるような特性を備える、
    　ことを特徴とする請求項２～４のうちの何れか１項に記載の電動機制御装置。
  7. 　前記フィードフォワード制御部は、前記他の候補周波数を制振周波数としてフィードフォワード信号を演算し、
    　前記推定信号演算部は、前記動作信号から推定用信号までにおいて減衰が所定値以下の値となる極や零点を有さない滑らかな伝達特性を備える、
    　ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の電動機制御装置。
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