特許 7348526 共振抑制制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-12

(45)【発行日】2023-09-21

(54)【発明の名称】共振抑制制御装置

(51)【国際特許分類】

   G05B 13/02 20060101AFI20230913BHJP

   H02P 29/02 20160101ALI20230913BHJP

【ＦＩ】

G05B13/02 C

H02P29/02

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2020034709

(22)【出願日】2020-03-02

(65)【公開番号】P2021140221

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-01-10

(73)【特許権者】

【識別番号】000002059

【氏名又は名称】シンフォニアテクノロジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100142022

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 一晃

(72)【発明者】

【氏名】増井 陽二

【審査官】松本 泰典

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１９－９５９０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第１９９７／００７５９０（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開平１０－５３３７８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１８２１７８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０５Ｂ １３／０２

Ｈ０２Ｐ ２９／０２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

制御対象の共振周波数における振動の抑制制御を行う共振抑制制御装置であって、
前記制御対象が有する複数の振動モードに対応して、前記制御対象の出力を入力側に負帰還させる複数のフィードバックループを備え、
前記複数のフィードバックループは、それぞれ、前記複数の振動モードから一部の振動モードを抽出するバンドパスフィルタ、位相補償部及び振幅調整部を有し、
前記バンドパスフィルタ及び前記位相補償部は、微分器として機能し、
前記バンドパスフィルタ、前記位相補償部及び前記振幅調整部の少なくとも一つは、前記共振周波数に応じて可変であるパラメータを有する、共振抑制制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載の共振抑制制御装置において、
前記各振動モードの共振周波数を推定する共振周波数推定部をさらに備え、
前記バンドパスフィルタ、前記位相補償部及び前記振幅調整部の少なくとも一つは、前記共振周波数推定部によって推定された共振周波数に応じて可変であるパラメータを有する、共振抑制制御装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の共振抑制制御装置において、
前記バンドパスフィルタは、通過帯域の周波数を前記共振周波数に応じて可変であり、
前記位相補償部は、所定の周波数の位相を前記共振周波数に応じて可変であり、
前記振幅調整部は、所定の周波数のゲインを前記共振周波数に応じて可変である、共振抑制制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、制御対象の共振周波数における振動を抑制する共振抑制制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

制御対象の共振周波数における振動を抑制する共振抑制制御装置が知られている。このような共振抑制制御装置の一例として、例えば特許文献１には、２以上の振動モードを有する伝達系を制御対象とする共振抑制制御装置が開示されている。

【0003】

前記共振抑制制御装置は、前記制御対象の出力部に現れる出力値を前記制御対象の入力部に負帰還させるフィードバックループを有する。そのフィードバックループ中には、前記制御対象の一部の振動モードを抽出するフィルタと、その振動モードの減衰比を調整する減衰比調整用の微分器とが設けられている。

【0004】

これにより、複数の振動モードが存在した場合でも、抽出した振動モードに対して共振抑制を効果的に行うことができ、外乱抑制特性も良好である。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１７－１８２１７８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

上述の特許文献１に開示されている共振抑制制御装置は、フィードバックループ中に、フィルタ及び微分器を有する。しかしながら、このような構成を有する共振抑制制御装置は、装置に実装する際に、逆モデルに相当するプロパな伝達関数に置き換える必要がある。この場合、前記置き換えられた伝達関数の性能と前記逆モデルの性能とに差が生じると、制御対象の振動を十分に抑制できない場合がある。

【0007】

本発明の目的は、複数の振動モードを有する制御対象の各振動モードの共振周波数における振動の抑制制御を行う共振抑制制御装置において、簡単で実装しやすく、且つ、前記複数の振動モードの共振周波数における振動を抑制可能な構成を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一実施形態に係る共振抑制制御装置は、制御対象の共振周波数における振動の抑制制御を行う共振抑制制御装置である。この共振抑制制御装置は、前記制御対象が有する複数の振動モードに対応して、前記制御対象の出力を入力側に負帰還させる複数のフィードバックループを備える。前記複数のフィードバックループは、それぞれ、前記複数の振動モードから一部の振動モードを抽出するバンドパスフィルタ、位相補償部及び振幅調整部を有する。前記バンドパスフィルタ及び前記位相補償部は、微分器として機能する（第１の構成）。

【0009】

このようにバンドパスフィルタ及び位相補償部が微分器として機能することにより、フィードバックループの簡単な構成によって、制御対象の振動モードの共振周波数における振動を抑制することができる。しかも、共振抑制制御装置は、前記フィードバックループを複数有することにより、前記制御対象の複数の振動モードの共振周波数における振動を抑制することができる。

【0010】

したがって、上述の構成により、複数の振動モードを有する制御対象の各振動モードの共振周波数における振動の抑制制御を行う共振抑制制御装置において、簡単で実装しやすく、且つ、前記複数の振動モードの共振周波数における振動を抑制可能な構成が得られる。

【0011】

前記第１の構成において、前記バンドパスフィルタ、前記位相補償部及び前記振幅調整部の少なくとも一つは、前記共振周波数に応じて可変であるパラメータを有する（第２の構成）。

【0012】

これにより、制御対象の振動モードにおける共振周波数が変化した場合でも、その変化に応じて、バンドパスフィルタ、位相補償部及び振幅調整部の少なくとも一つのパラメータを変えることができる。したがって、制御対象の振動モードにおける共振周波数が変化した場合でも、前記制御対象の振動モードにおいて変化した共振周波数で振動を抑制することができる。

【0013】

前記第１または第２の構成において、共振抑制装置は、前記各振動モードの共振周波数を推定する共振周波数推定部をさらに備える。前記バンドパスフィルタ、前記位相補償部及び前記振幅調整部の少なくとも一つは、前記共振周波数推定部によって推定された共振周波数に応じて可変であるパラメータを有する（第３の構成）。

【0014】

これにより、制御対象の各振動モードの共振周波数を推定した結果に応じて、バンドパスフィルタ、位相補償部及び振幅調整部の少なくとも一つのパラメータを変えることができる。したがって、制御対象の各振動モードにおける共振周波数が変化した場合でも、前記制御対象の各振動モードにおいて変化した共振周波数で振動を抑制することができる。

【0015】

前記第２または第３の構成において、前記バンドパスフィルタは、通過帯域の周波数を前記共振周波数に応じて可変である。前記位相補償部は、所定の周波数の位相を前記共振周波数に応じて可変である。前記振幅調整部は、所定の周波数のゲインを前記共振周波数に応じて可変である（第４の構成）。

【0016】

これにより、上述の第２または第３の構成を実現できる。したがって、制御対象の振動モードにおける共振周波数が変化した場合でも、前記制御対象の振動モードにおいて変化した共振周波数で振動を抑制することができる。

【0017】

なお、前記所定の周波数は、フィードバックループで生成され且つバンドパスフィルタを通過した信号の周波数である。

【発明の効果】

【0018】

本発明の一実施形態に係る共振抑制制御装置は、前記複数の振動モードに対応する前記制御対象の出力を入力側に負帰還させる複数のフィードバックループを備える。前記複数のフィードバックループは、それぞれ、前記複数の振動モードから一部の振動モードを抽出するバンドパスフィルタ、位相補償部及び振幅調整部を有する。前記バンドパスフィルタ及び前記位相補償部は、微分器として機能する。これにより、複数の振動モードを有する制御対象の各振動モードの共振周波数における振動の抑制制御を行う共振抑制制御装置において、簡単で実装しやすく、且つ、前記複数の振動モードにおける共振周波数で振動を抑制可能な構成が得られる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】図１は、実施形態１に係る制御装置を備えた試験装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図2】図２は、制御装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図3】図３は、可変用のバンドパスフィルタを機能ブロックで示す図である。

【図4】図４は、可変用の位相補償部を機能ブロックで示す図である。

【図5】図５は、３質点モデルの周波数特性を示す図である。

【図6】図６は、制振制御を行わない場合の時間応答の結果を示す図である。

【図7】図７は、実施形態１の制振制御を行った場合の時間応答の結果を示す図である。

【図8】図８は、実施形態２に係る制御装置の概略構成を示す機能ブロック図である。

【図9】図９は、実施形態２の制振制御を行った場合の時間応答の結果を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下、図面を参照し、本発明の実施の形態を詳しく説明する。図中の同一または相当部分については同一の符号を付してその説明は繰り返さない。

【0021】

［実施形態１］
（全体構成）
図１は、本発明の実施形態１に係る共振抑制制御装置を備えた試験装置１の概略構成を機能ブロックで示す図である。この試験装置１は、自動車のモータなどの供試体Ｍの特性を試験するための試験装置である。なお、試験装置１で試験する供試体Ｍは、モータ以外の回転体であってもよい。

【0022】

具体的には、試験装置１は、制御装置２（共振抑制制御装置）と、モータ駆動回路３と、電動モータ４と、トルク検出器５とを備える。

【0023】

制御装置２は、入力指令であるモータトルク指令ｒと後述のフィードバック値とを用いて、モータ駆動回路３に対する駆動指令を生成する。制御装置２は、トルク検出器５の出力値を用いてモータトルク指令ｒに対して負帰還する複数のフィードバックループ１１，１２を有する（図２参照）。なお、制御装置２が前記駆動指令を生成する構成は、従来と同様であるため、制御装置２の詳しい説明は省略する。フィードバックループ１１，１２の構成については後述する。

【0024】

モータ駆動回路３は、特に図示しないが、複数のスイッチング素子を有する。モータ駆動回路３は、前記駆動指令に基づいて前記複数のスイッチング素子が駆動することにより、電動モータ４の図示しないコイルに電力を供給する。

【0025】

電動モータ４は、図示しない回転子及び固定子を有する。前記固定子のコイルにモータ駆動回路３から電力が供給されることにより、前記回転子が前記固定子に対して回転する。前記回転子は、図示しない中間軸を介して、供試体Ｍに対し、供試体Ｍと一体で回転可能に連結されている。これにより、前記回転子の回転によって、電動モータ４から供試体Ｍにトルクを出力することができる。なお、電動モータ４の構成は、一般的なモータの構成と同様であるため、電動モータ４の詳しい説明は省略する。

【0026】

トルク検出器５は、電動モータ４と供試体Ｍとを接続する中間軸に設けられている。トルク検出器５は、電動モータ４から出力されたトルクを検出する。トルク検出器５で検出されたトルクの出力値は、制御装置２にフィードバックループ１１，１２の入力値として入力される。すなわち、トルク検出器５の出力値は、フィードバック制御に用いられる。なお、トルク検出器５の構成は、従来の構成と同様であるため、トルク検出器５の詳しい説明は省略する。

【0027】

上述のような構成を有する試験装置１は、電動モータ４、トルク検出器５及び供試体Ｍを含む軸系の剛性によって、電動モータ４の回転時に機械共振（単に共振という）が生じる。供試体Ｍの試験において、前記共振が周波数の測定範囲内で発生した場合、トルク検出器５では、電動モータ４の出力トルクに前記共振の振動成分が加わったトルク（例えば軸トルク）が検出される。そのため、前記共振の振動成分を除去することが望まれる。また、前記軸系に対して外乱が加わった場合には、トルク検出器５で検出される軸トルクの値が大きく変動しやすい。

【0028】

これに対し、本実施形態において、制御装置２は、図２に示すように、入力指令であるモータトルク指令ｒに対してトルク検出器５の出力値をフィードバックする複数のフィードバックループ１１，１２を有する。すなわち、本実施形態の試験装置１は、制御装置２、モータ駆動回路３、電動モータ４及びトルク検出器５を含み且つ供試体Ｍを含まない制御系によって、電動モータ４の駆動を制御する。

【0029】

なお、図２において、ｒはモータトルク指令としての目標値であり、ｙはトルク検出器５の出力値であり、ｄは外乱である。

【0030】

また、図２における符号Ｐは制御対象であり、本実施形態では、制御対象Ｐは、モータ駆動回路３、電動モータ４及びトルク検出器５を含む。なお、制御対象Ｐには、電動モータ４と供試体Ｍとを接続する中間軸のうち、電動モータ４からトルク検出器５までの範囲も含む。

【0031】

複数のフィードバックループ１１，１２は、それぞれ、微分要素を含む微分フィードバック系である。複数のフィードバックループ１１，１２には、それぞれ、トルク検出器５の出力値が入力される。フィードバックループ１１は、バンドパスフィルタ５１と、位相補償部５２と、振幅調整部５３とを有する。フィードバックループ１２は、バンドパスフィルタ６１と、位相補償部６２と、振幅調整部６３とを有する。

【0032】

なお、フィードバックループ１１のバンドパスフィルタ５１は、フィードバックループ１２のバンドパスフィルタ６１と同様の構成を有する。フィードバックループ１１の位相補償部５２は、フィードバックループ１２の位相補償部６２と同様の構成を有する。フィードバックループ１１の振幅調整部５３は、フィードバックループ１２の振幅調整部６３と同様の構成を有する。

【0033】

後述するように、フィードバックループ１１とフィードバックループ１２とは、トルク検出器５の出力値のうち、通過する信号の帯域が異なる。

【0034】

バンドパスフィルタ５１，６１は、微分要素の一部を構成する。バンドパスフィルタ５１，６１は、従来の微分器におけるハイパスフィルタと同様の機能を有し、高周波のノイズをカットするローパスフィルタの機能も有する。

【0035】

バンドパスフィルタ５１，６１は、以下の（１）式によって決まる伝達特性を有する。この伝達特性をブロック図で示すと、図３に示すようなブロック図である。

なお、Ｙは出力、Ｕは入力、ω_Ｐは中心角周波数、ζは減衰比、ｓは微分要素である。また、図３は、連続系で表しているが、実装時には、図３中の入力側のＹ及びＵは、１サンプリング前の値を用いる。

【0036】

位相補償部５２，６２は、微分要素の一部を構成する。位相補償部５２，６２は、従来の微分器における位相調整と同様の機能を有する。位相補償部５２，６２は、共振によって生じる振動を抑制する信号（振動抑制信号）を生成する際に、位相進み補償及び位相遅れ補償の両方の機能を有する。位相補償部５２，６２は、位相進み補償または位相遅れ補償として、振動抑制信号の位相を任意の位相に調整できる。

【0037】

このように位相補償部５２，６２によって振動抑制信号の位相を任意の位相に調整できることにより、むだ時間の位相も考慮する場合には、振動抑制信号の位相を容易に設定できる。

【0038】

位相補償部５２，６２は、以下の（２）式によって決まる伝達特性を有する。この伝達特性をブロック図で示すと、図４に示すようなブロック図である。

なお、Ｙは出力、Ｕは入力、Ｔ１、Ｔ２は時定数、ｓは微分要素である。また、図４は連続系で表しているが、実装時には、図４中の入力側のＹ及びＵは、１サンプリング前の値を用いる。

【0039】

バンドパスフィルタ５１及び位相補償部５２は、フィードバックループ１１の微分要素を構成する。バンドパスフィルタ６１及び位相補償部６２は、フィードバックループ１２の微分要素を構成する。

【0040】

振幅調整部５３，６３は、振動抑制信号のゲインを調整する。すなわち、振幅調整部５３，６３は、振動抑制信号の振幅を調整する。

【0041】

以上の構成により、フィードバックループ１１では、フィードバックする信号の位相及び振幅が調整されることにより、共振によって生じる振動を抑制する振動抑制信号が生成される。同様に、フィードバックループ１２でも、フィードバックする信号の位相及び振幅が調整されることにより、共振によって生じる振動を抑制する振動抑制信号が生成される。

【0042】

複数のフィードバックループ１１，１２は、それぞれ、各振動モードの共振周波数における振動を抑制するように構成されている。複数のフィードバックループ１１，１２におけるバンドパスフィルタ５１，６１は、それぞれ異なる振動モードを抽出可能なように、異なる帯域の信号を通過可能に構成されている。

【0043】

また、複数のフィードバックループ１１，１２において、位相補償部５２，６２は、該位相補償部５２，６２と同じフィードバックループ１１，１２のバンドパスフィルタ５１，６１によって抽出された振動モードの共振周波数における振動を抑制するように、振動抑制信号の位相を調整する。

【0044】

複数のフィードバックループ１１，１２において、振幅調整部５３，６３は、該振幅調整部５３，６３と同じフィードバックループ１１，１２のバンドパスフィルタ５１，６１によって抽出された振動モードの共振周波数における振動を抑制するように、振動抑制信号の振幅を調整する。

【0045】

これにより、複数のフィードバックループ１１，１２によって、各振動モードの共振周波数での振動を抑制することができる。よって、複数の振動モードを有する制御対象Ｐの各振動モードの共振周波数における振動を抑制することができる。

【0046】

上述のような本実施形態の効果を以下のとおり確認した。

【0047】

３質点モデルの周波数特性を図５に示す。実線は、３質点モデルにおけるばね定数が小さい場合の周波数特性を示す線であり、破線は、３質点モデルにおけるばね定数が大きい場合の周波数特性を示す線である。このように、ばね定数が異なることにより、共振周波数及びそのゲインが異なる。

【0048】

シミュレーションモデルとして、０秒から５秒まではばね定数小で、５秒から１０秒までの間にばね定数が小から大に線形変化し、１０秒から１５秒まではばね定数大となるように、３質点モデルを作成した。そして、このモデルにホワイトノイズを入力した場合の時間応答を求めた。なお、上述のような時間変化により、３質点モデルの共振周波数が変化していることは別途確認した。

【0049】

図６は、本実施形態のような制振制御を行っていない場合の時間応答の一例を示すグラフである。この図６に示すように、本実施形態のような制振制御を行っていない場合には、共振による振動が発生していることが分かる。

【0050】

図７は、本実施形態の制振制御を行った場合の時間応答の一例を示すグラフである。この図７に示すように、本実施形態の制振制御を行うことにより、図６に示す結果よりも、共振による振動を抑制できていることが分かる。

【0051】

本実施形態では、制御装置２は、複数の振動モードに対応する制御対象Ｐの出力を入力側に負帰還させる複数のフィードバックループ１１，１２を備える。複数のフィードバックループ１１，１２は、それぞれ、複数の振動モードから一部の振動モードを抽出するバンドパスフィルタ５１，６１、位相補償部５２，６２及び振幅調整部５３，６３を有する。バンドパスフィルタ５１，６１及び位相補償部５２，６２は、微分器として機能する。

【0052】

このように、バンドパスフィルタ５１，６１及び位相補償部５２，６２が微分器として機能することにより、フィードバックループ１１，１２の簡単な構成で、制御対象Ｐの振動モードの共振周波数における振動を抑制することができる。しかも、制御装置２は、フィードバックループ１１，１２を複数有することにより、制御対象Ｐの複数の振動モードの共振周波数における振動を抑制することができる。

【0053】

したがって、上述の構成により、複数の振動モードを有する制御対象Ｐに対して各振動モードの共振周波数で振動抑制制御を行う制御装置２において、簡単で実装しやすく、且つ、複数の振動モードの共振周波数における振動を抑制可能な構成が得られる。

【0054】

［実施形態２］
図８は、実施形態２に係る制御装置１０２（共振抑制制御装置）の概略構成を示す機能ブロック図である。この実施形態の構成は、各振動モードでの共振周波数を推定し、その推定結果を用いて、複数のフィードバックループ１１１，１１２のバンドパスフィルタ１５１，１６１、位相補償部１５２，１６２及び振幅調整部１５３，１６３のそれぞれのパラメータを変更可能である点で、実施形態１の構成と異なる。以下では、実施形態１と同様の構成には同一の符号を付して説明を省略し、実施形態１と異なる部分についてのみ説明する。

【0055】

図８に示すように、制御装置１０２は、複数のフィードバックループ１１１，１１２と、共振周波数推定部１４０とを有する。

【0056】

フィードバックループ１１１は、実施形態１のフィードバックループ１１と同様、バンドパスフィルタ１５１と、位相補償部１５２と、振幅調整部１５３とを有する。フィードバックループ１１２は、実施形態１のフィードバックループ１２と同様、バンドパスフィルタ１６１と、位相補償部１６２と、振幅調整部１６３とを有する。

【0057】

なお、フィードバックループ１１１のバンドパスフィルタ１５１は、フィードバックループ１１２のバンドパスフィルタ１６１と同様の構成を有する。フィードバックループ１１１の位相補償部１５２は、フィードバックループ１１２の位相補償部１６２と同様の構成を有する。フィードバックループ１１１の振幅調整部１５３は、フィードバックループ１１２の振幅調整部１６３と同様の構成を有する。

【0058】

バンドパスフィルタ１５１，１６１、位相補償部１５２，１６２及び振幅調整部１５３，１６３は、後述するように、パラメータが可変である点を除いて、実施形態１のバンドパスフィルタ５１、位相補償部５２及び振幅調整部５３と同様の構成を有する。

【0059】

バンドパスフィルタ１５１，１６１、位相補償部１５２，１６２及び振幅調整部１５３，１６３は、制御対象Ｐの各振動モードの共振周波数の変化に応じて、パラメータをリアルタイムに変更可能である。すなわち、制御対象Ｐが、例えば、ロボットアーム、クレーンなどのように動作中に共振周波数が変動する構成を有する場合や、経年劣化、組付け精度の個体差、非線形のバネ特性などにより共振周波数が変わる場合には、複数のフィードバックループ１１１，１１２を構成する構成要素は、前記共振周波数の変化に応じて、パラメータをリアルタイムに変更可能である。

【0060】

なお、以下の説明において、リアルタイムに変更可能とは、変化した共振周波数における振動を効果的に抑制できるようなタイミングでパラメータを変更可能であることを意味する。

【0061】

具体的には、バンドパスフィルタ１５１，１６１は、通過帯域の周波数を前記共振周波数に応じてリアルタイムに可変である。すなわち、バンドパスフィルタ１５１，１６１の伝達特性は、上述の（１）式において、中心角周波数ωｐを変更することにより、変化する。なお、バンドパスフィルタ１５１，１６１は、（１）式において、前記共振周波数に応じてζを変更可能に構成されていてもよい。

【0062】

位相補償部１５２，１６２は、所定の周波数の位相を前記共振周波数に応じてリアルタイムに可変である。位相補償部１５２の伝達特性は、上述の（２）式において、Ｔ１、Ｔ２を更新することにより、変化する。これにより、複数のフィードバックループ１１１，１１２の位相補償部１５２，１６２は、各振動モードの共振周波数で、振動抑制信号の位相を調整することができる。

【0063】

振幅調整部１５３，１６３は、所定の周波数のゲインを前記共振周波数に応じてリアルタイムに可変である。振幅調整部１５３，１６３は、変化した共振周波数に応じて、調整する振幅のゲインを変更する。

【0064】

なお、前記所定の周波数は、フィードバックループ１１１，１１２で生成され且つバンドパスフィルタ１５１，１６１を通過した信号の周波数である。

【0065】

共振周波数推定部１４０は、バンドパスフィルタ１５１から出力された信号を用いて、共振周波数を推定する。共振周波数推定部１４０によって推定された共振周波数は、バンドパスフィルタ１５１、位相補償部１５２及び振幅調整部１５３の各パラメータを変化させる際に用いられる。すなわち、バンドパスフィルタ１５１、位相補償部１５２及び振幅調整部１５３は、それぞれ、共振周波数推定部１４０によって推定された共振周波数に応じて、リアルタイムに可変なパラメータを有する。

【0066】

同様に、共振周波数推定部１４０は、バンドパスフィルタ１６１から出力された信号を用いて、共振周波数を推定する。共振周波数推定部１４０によって推定された共振周波数は、バンドパスフィルタ１６１、位相補償部１６２及び振幅調整部１６３の各パラメータを変化させる際に用いられる。すなわち、バンドパスフィルタ１６１、位相補償部１６２及び振幅調整部１６３は、それぞれ、共振周波数推定部１４０によって推定された共振周波数に応じて、リアルタイムに可変なパラメータを有する。

【0067】

なお、共振周波数推定部１４０は、ＦＦＴ変換等の共振周波数を推定可能な方法であれば、どのような方法によって共振周波数を推定してもよい。

【0068】

これにより、制御対象Ｐの各振動モードの共振周波数を推定した結果に応じて、バンドパスフィルタ１５１、位相補償部１５２及び振幅調整部１５３の各パラメータを変えることができる。同様に、制御対象Ｐの各振動モードの共振周波数を推定した結果に応じて、バンドパスフィルタ１６１、位相補償部１６２及び振幅調整部１６３の各パラメータを変えることができる。

【0069】

したがって、制御装置１０２は、制御対象Ｐの各振動モードにおける共振周波数が変化した場合でも、制御対象Ｐの各振動モードにおいて変化した共振周波数で振動を抑制することができる。

【0070】

上述のような本実施形態の効果を以下のとおり確認した。

【0071】

実施形態１と同様の３質点モデルを用いて、実施形態１と同様のシミュレーションモデルを作成した。そして、実施形態１と同様、作成したモデルにホワイトノイズを入力した場合の時間応答を求めた。実施形態１と同様、前記３質点モデルのばね定数の時間変化により、前記３質点モデルの共振周波数が変化していることは別途確認した。

【0072】

図９は、本実施形態の制振制御を行った場合の時間応答の一例を示すグラフである。この図９に示すように、本実施形態の制振制御を行うことにより、図６に示す結果よりも、共振による振動を抑制できていることが分かる。しかも、本実施形態の制振制御により、共振周波数の変化に応じて振動を抑制できるため、図７に示す実施形態１の効果よりも、振動をより効果的に抑制できる。

【0073】

（その他の実施形態）
以上、本発明の実施の形態を説明したが、上述した実施の形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、上述した実施の形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施の形態を適宜変形して実施することが可能である。

【0074】

前記各実施形態では、制御装置２，１０２は、２つのフィードバックループを有する。しかしながら、制御装置は、３つ以上のフィードバックループを有していてもよい。

【0075】

前記各実施形態において、制御装置２，１０２は、サーボ制御やフィードフォワード制御などの他の制御を行ってもよい。また、制御装置２，１０２は、むだ時間制御などを行ってもよい。

【0076】

前記各実施形態では、制御対象Ｐは、モータ駆動回路３、電動モータ４及びトルク検出器５を含む。しかしながら、制御対象は、他の構成を含んでいてもよいし、他の構成を有する軸系を含んでいてもよい。

【0077】

前記各実施形態では、制御装置２，１０２のフィードバックループ１１，１２，１１１，１１２は、バンドパスフィルタ５１，６１，１５１，１６１と、位相補償部５２，６２，１５２，１６２と、振幅調整部５３，６３，１５３，１６３とを有する。しかしながら、制御装置のフィードバックループは、他の構成を含んでいてもよい。

【0078】

前記実施形態２では、制御装置１０２は、共振周波数の変化に応じて、バンドパスフィルタ１５１、位相補償部１５２及び振幅調整部１５３の各パラメータを変える。しかしながら、制御装置は、共振周波数の変化に応じて、バンドパスフィルタ、位相補償部及び振幅調整部のうち１つまたは２つのパラメータを変えてもよい。すなわち、制御装置は、共振周波数の変化に応じて、バンドパスフィルタ、位相補償部及び振幅調整部のうち少なくとも１つのパラメータを変えてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0079】

本発明は、制御対象の共振周波数における振動を抑制する共振抑制制御装置に利用可能である。

【符号の説明】

【0080】

１ 試験装置
２、１０２ 制御装置（共振抑制制御装置）
３ モータ駆動回路
４ 電動モータ
５ トルク検出器
１１、１２、１１１、１１２ フィードバックループ
５１、６１、１５１、１６１ バンドパスフィルタ
５２、６２、１５２、１６２ 位相補償部
５３、６３、１５３、１６３ 振幅調整部
１４０ 共振周波数推定部
Ｐ 制御対象
Ｍ 供試体

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】