リニアモータの推力リップル補償装置およびその補償方法
【課題】 リニアモータの推力リップルが多周期成分を含んでも、制御ゲインが低くても、高精度に推力リップルを補償し、モータの送りむらを減少させるリニアモータの推力リップル補償装置を提供する。
【解決手段】 リニアモータの推力リップル補償装置において、推力リップル補償部２０は、可動子位置を入力しフーリエ基本波の位相を出力する位相計算器２５と、可動子位置に基づいてフーリエ変換機能信号と係数更新機能信号を出力する操作器２４と、フーリエ変換機能信号が有効となった際にフーリエ基本位相および補償推力指令に基づいてフーリエ変換を行い第１フーリエ係数を算出するフーリエ変換器２３と、係数更新機能信号が有効となった際に第１フーリエ係数を入力してデータ更新し第２フーリエ係数を出力するバッファ２２と、第２フーリエ係数を用いてフーリエ基本位相に基づいて逆フーリエ変換を行いリップル補償値を算出する逆フーリエ変換器２１とで構成した。
【解決手段】 リニアモータの推力リップル補償装置において、推力リップル補償部２０は、可動子位置を入力しフーリエ基本波の位相を出力する位相計算器２５と、可動子位置に基づいてフーリエ変換機能信号と係数更新機能信号を出力する操作器２４と、フーリエ変換機能信号が有効となった際にフーリエ基本位相および補償推力指令に基づいてフーリエ変換を行い第１フーリエ係数を算出するフーリエ変換器２３と、係数更新機能信号が有効となった際に第１フーリエ係数を入力してデータ更新し第２フーリエ係数を出力するバッファ２２と、第２フーリエ係数を用いてフーリエ基本位相に基づいて逆フーリエ変換を行いリップル補償値を算出する逆フーリエ変換器２１とで構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータに発生する推力リップルを減少させ、送りむらを減少させる推力リップル補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＣサーボモータは、可動子と固定子との相対位置に応じてコイルに流れる電流を変化させることにより推力を得ている。例えば、同期型リニアモータ等のＡＣサーボモータは、可動子または固定子のどちらかの側に永久磁石が配置され、対向側にはコイルが配置されており、駆動装置が、可動子と固定子との相対位置に応じて、三角関数状の電流を流して一定の推力を得ている。ｄ−ｑ軸制御を用いる場合は、モータの電流や電圧を多相／ｄ‐ｑ変換を行い、一定のｑ軸電流指令を与えることにより一定の推力を得ることができる。推力を制御する場合はｑ軸電流指令を制御すればよい。
ところが、モータを構成しているコアの不均一性、着磁の乱れ、端効果などの要因でコギング推力が発生したり推力定数が可動子と固定子の相対位置により変動するため、一定のｑ軸電流指令を与えても、サーボモータが発生する推力は可動子と固定子との相対位置によって変わる。よって、サーボの制御性能を向上させるため、このような推力リップルの補償は不可欠になる。
【０００３】
従来のサーボモータのトルクリップル補正装置は、トルク指令をＦＦＴ解析し補償関数のパラメータを決定して回転角度に応じたトルク補償量を計算し、トルク脈動に相当するトルクを補償している（例えば、特許文献１参照）。
図５は従来技術のサーボモータのトルクリップル補償装置の構成を示すブロック線図である。図５において、５０は内部パラメータ決定機構、５１はモータ、５２は電流制御器、
５３はトルクフィルタ、５４は速度制御器、５５は差分演算器、５６は速度指令、５７はトルク指令、５８はリップル生成器、５９はFFT解析手段である。
トルク指令５７に出てくるリップル成分を除去する為にモータの回転角度θｍに同期してリップル生成器５８からＳＩＮ波を生成し、トルク指令にフィードバックして打ち消す。また、内部パラメータ決定機構５０は一定速度の速度指令とＦＦＴ解析手段５９で求めた振動周波数およびリップル量に基づいてＳＩＮ波のパラメータＡ、Ｂおよびαを決定する。以下、その決定方法を説明する。
まず、振動周波数とモータ速度およびエンコーダパルス数からＢを計算する。次に、ＦＦＴ解析手段５９はトルク指令５７の値をＦＦＴ解析してその時のリップルの大きさを記憶しておく。αを０から３６０度まで１度ずつ変えて、リップルの大きさが一番小さくなる際の値をパラメータαの位相とする。最後に、パラメータＡを定格トルクの１％から±０．１％で変化させてトルク指令のリップルが現れない程度までこの繰り返しを行う。
【０００４】
このようにして、ＳＩＮ波のパラメータＡ、Ｂおよびαを決定して、トルクリップル補正量を計算している。
【特許文献１】特開２００１−１９７７６５号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術のサーボモータのトルクリップル補償装置は、１つＳＩＮ波のリップル補償値を計算したので、サーボモータのトルクリップルが回転角度の多周期成分を含む場合にはトルクリップルを完全に補償することができないという問題があった。また、トルク指令のリップルと実際のトルクリップルとは差があり、そして速度制御器の制御ゲインが小さいほどその差が大きいので、制御ゲインを上げられない場合に、補償効果が低下するという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、リニアモータの推力リップルが多周期成分を含んでも、制御ゲインが低くても、高精度に推力リップルを補償し、モータの送りむらを減少させることができる推力リップル補償装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、リニアモータの可動子位置Ｘを入力し可動子速度Ｖを出力する微分器と、速度指令Ｖ＊から前記可動子速度Ｖを差し引いた値を入力し推力指令Ｆ＊を出力する速度制御器と、補償推力指令Ｆｈ＊および前記可動子位置Ｘに基づいてリップル補償値（ｈ）を生成する推力リップル補償部と、前記推力指令Ｆ＊に前記リップル補償値ｈを足し合わせた前記補償推力指令Ｆｈ＊を入力し電流指令を出力する電流指令変換器と、前記リニアモータの電流を前記電流指令に追従させる電流アンプとを備えたリニアモータの推力リップル補償装置において、前記推力リップル補償部は、前記可動子位置Ｘを入力しフーリエ基本波位相θを出力する位相計算器と、前記可動子位置Ｘに基づいてフーリエ変換機能信号Ｓｆと係数更新機能信号Ｓｂを出力する操作器と、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆが有効となった際に前記フーリエ基本位相θおよび前記補償推力指令Ｆｈ＊に基づいてフーリエ変換を行い第１フーリエ係数を算出するフーリエ変換器と、前記係数更新機能信号Ｓｂが有効となった際に前記第１フーリエ係数を入力してデータ更新し第２フーリエ係数を出力するバッファと、前記第２フーリエ係数を用いて前記フーリエ基本位相θに基づいて逆フーリエ変換を行い前記リップル補償値ｈを算出する逆フーリエ変換器とで構成することを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリニアモータの推力リップル補償装置において、前記位相計算器は、前記フーリエ基本位相θを次式で計算することを特徴とするものである。
θ＝ｍｏｄ｛（Ｘ−Ｘｓ），（Ｘｅ−Ｘｓ）｝・２π
ただし、Ｘｓは補償すべく移動範囲のスタート位置、Ｘｅは補償すべく移動範囲のエンド位置、ｍｏｄ｛Ｐ，Ｑ｝はＰをＱで割った余りを求める関数を表す。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、検出されたリニアモータの可動子位置Ｘを微分器に入力して可動子速度Ｖを出力し、速度指令Ｖ＊から前記可動子速度Ｖを差し引いた値を速度制御器に入力して推力指令Ｆ＊を出力し、前期可動子位置Ｘおよび補償推力指令Ｆｈ＊を推力リップル補償部に入力してリップル補償値ｈを出力し、前記推力指令Ｆ＊と前記リップル補償値ｈとを足して前記補償推力指令Ｆｈ＊とし、前記補償推力指令Ｆｈ＊を電流指令変換器に入力して電流指令を出力し、前記電流指令を電流アンプに入力して前記リニアモータのコイルに電流を流してリニアモータを駆動することを特徴とするリニアモータの推力リップル補償方法において、前記推力リップル補償部は、前記可動子位置Ｘを位相計算器に入力してフーリエ基本位相θを出力し、前記可動子位置Ｘに基づいて操作器にて変換更新判断処理してフーリエ変換機能信号Ｓｆと係数更新機能信号Ｓｂを出力し、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆが有効となった際に前記フーリエ基本位相θおよび前記補償推力指令（Ｆｈ＊）に基づいてフーリエ変換を行い第１フーリエ係数を算出し、前記係数更新機能信号Ｓｂが有効となった際に前記第１フーリエ係数を入力してバッファのデータを更新して第２フーリエ係数を出力し、前記第２フーリエ係数を用いて前記フーリエ基本位相θに基づいて逆フーリエ変換を行い前記リップル補償値ｈを算出するという手順をとったのである。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のリニアモータの推力リップル補償方法において、前記変換更新判断処理では、前記可動子位置がフーリエ変換区間にある間に、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆを有効させ、前記フーリエ変換が終了した直後に前記係数更新機能信号Ｓｂを有効させるという手順をとったのである。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のフーリエ変換区間において、前記可動子速度がほぼ一定であり、前記フーリエ基本位相の変化量が２πであるという特徴をとったのである。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３に記載のリニアモータの推力リップル補償方法において、前記推力リップル補償を複数回行うという手順をとったのである。
【発明の効果】
【００１２】
リップルの高次成分も考慮して補償を行うので、より正確にリップルを補償することができ、モータの送りむらを減少させるという効果がある。
また、補償が繰り返し行うので、速度制御器の制御ゲインが低くても、精度良くリップル補償できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
実際のモータ制御装置には様々な機能や手段が内蔵されているが、図には本発明に関係する機能や手段のみを記載し説明する。また、以下同一名称には極力同一符号を付け重複説明を省略する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明のリニアモータの推力リップル補償装置の構成を示すブロック線図である。図１において、１はモータ制御装置、１１は速度制御器、４はリニアモータ、５は負荷、６は位置検出器である。また、１２は電流指令変換器、１３は電流アンプ、２０は推力リップル補償部、２１は逆フーリエ変換器、２２はバッファ、２３はフーリエ変換器、２４は操作器、２５は位相計算器である。
モータ制御装置１は、速度制御器１１、電流指令変換器１２、電流アンプ１３、および推力リップル補償部２０で構成されており、推力リップル補償部２０は、逆フーリエ変換器２１、バッファ２２、フーリエ変換器２３、操作器２４、および位相計算器２５で構成されている。推力リップル補償部２０は、過去の補償推力指令Ｆｈ＊およびリニアモータの可動子位置Ｘに基づいて現在のリップル補償値ｈを算出する。また、推力指令Ｆ＊にリップル補償値ｈを足して補償推力指令Ｆｈ＊とする。
電流指令変換器１２は、補償推力指令Ｆｈ＊を電流指令Ｉ＊に変換し電流アンプ１３に出力する。
電流アンプ１３は、電流指令Ｉ＊に基づいてリニアモータ４にモータ電流Ｉｍ（ｑ軸電流を指す。以下同様）を流す。
リニアモータ４は、推力Ｆを発生し負荷５を駆動する。
位置検出器６は、リニアモータ４に装着されており、リニアモータ４の位置Ｘを検出して推力リップル補償部２０および微分器１５に出力する。
【００１５】
以下、推力リップル補償装置の動作プロセスを説明する。
一般的に、リニアモータ４に一定のモータ電流Ｉｍを流すと、リニアモータが発生する推力Ｆまたはその推力リップルＦｒは可動子位置Ｘの関数となる。
位相計算器２５は可動子位置Ｘをフーリエ基本位相θへ変換するものである。
推力Ｆが可動子位置Ｘの周期関数である場合は、その周期のスタート位置をＸｓとし、エンド位置をＸｅとし、推力Ｆが可動子位置Ｘの周期関数でない場合では、補償すべく移動範囲のスタート位置をＸｓと、そのエンド位置をＸｅとする。フーリエ基本位相θを式（１）のように与える。
θ＝ｍｏｄ｛（Ｘ−Ｘｓ），（Ｘｅ−Ｘｓ）｝・２π （１）
ここで、ｍｏｄ｛Ｐ，Ｑ｝はＰをＱで割った余りを求める関数を表す。
従って、推力Ｆは式（２）のようなフーリエ級数で表すことができる。
【００１６】
【数１】
ただし、Ｎは一定な自然数、Ａｎ，Ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は推力リップルのフーリエ係数である。
よって、逆フーリエ変換器２１は式（３）のようにリップル補償値ｈを算出する。
【００１７】
【数２】
ただし、ａｎ，ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は推力補償フーリエ係数（或いは第２フーリエ係数）である。ａｎ，ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）の初期値を全て０とし、その値の更新は次のように行う。
【００１８】
まず、リニアモータを図３に示した運動パターンで運転させる。
図３は、推力リップル補償部のパラメータを決定する際のリニアモータの運動パターンの一例を示す図である。すなわち、位置Ｘｓからエンド位置Ｘｅまでの区間（以下、フーリエ変換区間という）が必ず定速区間に入るようにリニアモータを運転させる。また、定速区間はフーリエ基本位相θの数周期分（０〜２πは１周期と言う）を含んでも良い。また、図３のような運動パターンでの運転が反復に行われる。
次に、操作器２４は可動子位置Ｘがフーリエ変換区間にある間にフーリエ変換機能信号Ｓｆを有効し、フーリエ変換器２３は式（４）および式（５）のように補償推力指令Ｆｈ＊をフーリエ基本位相θに対してフーリエ変換を行い、新たな推力補償フーリエ係数（或いは第１フーリエ係数）ａｎ，ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を算出する。
【００１９】
【数３】
【００２０】
【数４】
ただし、Ｊはフーリエ基本位相θの１周期における計測回数である。
【００２１】
最後に、操作器２４はフーリエ変換終了後に係数更新機能信号Ｓｂを有効し、新たな推力補償フーリエ係数でバッファ２２のデータを更新する。
また、逆フーリエ変換器２１は更新された推力補償フーリエ係数を用いて式（３）のように新たなリップル補償値ｈを算出する。
以上のようにフーリエ変換と逆フーリエ変換を繰り返し行い、すべてのａｎ，ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）がほぼ一定な値になると、それを推力補償フーリエ係数の最終値とし、フーリエ変換を停止する。
【００２２】
以下、推力リップル補償装置の動作原理を説明する。
図２は、可動子速度がほぼ一定になった際の図１の近似等価ブロック線図である。図２において、１４は推力リップル補償部のモデル、１６は推力定数の平均値である。また、１７はリニアモータの可動子を含む機械可動部のモデルであり、リニアモータが発生する推力Ｆから負荷力ＦＬを差し引いて得た加速力Ｆｍからリニアモータの可動子速度Ｖまでの伝達関数で表されている。ただし、Ｍは機械可動部の質量である。
一般に、電流アンプ１３の応答特性は速度制御の応答特性より数倍から十数倍とかなり良いため、モータ電流Ｉｍが電流指令Ｉ＊と等しいと見なせるので、電流アンプ１３のモデル化は省略している。
厳密に言えばリニアモータが発生する推力Ｆとコイルに流れるモータ電流Ｉｍとの比例関係（推力定数）は可動子位置Ｘによって変わるが、推力Ｆをモータ電流Ｉｍに一定な比例関係（推力定数の平均値）Ｋで比例する成分Ｆａと可動子位置Ｘによって変わるリップル成分Ｆｒとの差で表すことができる。
【００２３】
フーリエ変換区間において、補償推力指令Ｆｈ＊の平均値をＦａ＊とし、Ｆｈ＊とＦａ＊の差を推力指令リップルＦｒ＊とする。また、図１のような推力リップル補償装置において、リニアモータを図３のような運動パターンで１度駆動したことを１回運転という。図１より、今回運転の逆フーリエ変換に用いたフーリエ係数は前回運転の補償推力指令Ｆｈ＊をフーリエ変換したものであるため、今回（ｋ回目）運転のリップル補償値ｈ（ｋ）が同じフーリエ位相に対応する前回運転の補償推力指令Ｆ＊ｒ（ｋ−１）と等しくなる。すなわち、式（６）が成り立つ。
ｈ（ｋ）＝Ｆ＊ｒ（ｋ−１） （６）
速度制御器の伝達関数をＣ、機械可動部のモデルをＰとすると、図２より、ｋ回目の補償推力指令Ｆ＊ｈ（ｋ）は式（７）のようになる。
【００２４】
【数５】
定速区間において、速度指令Ｖ＊と負荷力ＦＬおよびそれらの応答が一定になるため、式（７）より、補償推力指令Ｆｈ＊のリップル成分である推力指令リップルＦｒ＊は式（８）のようになる。
【００２５】
【数６】
【００２６】
ａｎ，ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）の初期値が全て０であるため、式（３）より、１回目運転時のリップル補償値ｈの値ｈ（１）も０となる。すなわち、式（９）が成り立つ。
ｈ（１）＝０ （９）
式（９）を式（８）に代入すると、１回目運転時の推力指令リップルＦｒ＊の値Ｆ＊ｒ（１）は式（１０）のようになる。
【００２７】
【数７】
式（１０）を式（６）に代入すると、２回目運転時のリップル補償値ｈの値ｈ（２）は式（１１）のようになる。
【００２８】
【数８】
また、式（１１）を式（８）に代入すると、２回目運転時の推力指令リップルＦｒ＊の値Ｆ＊ｒ（２）は式（１２）のようになる。
【００２９】
【数９】
さらに、式（１２）を式（６）に代入すると、３回目運転時のリップル補償値ｈの値ｈ（３）は式（１３）のようになる。
【００３０】
【数１０】
このように展開すると、ｋ回目運転時のリップル補償値ｈの値ｈ（ｋ）は式（１４）のようになる。
【００３１】
【数１１】
推力リップルＦｒの最大周波数をωｒｍとし、速度制御器１１Ｃ（ｓ）を式（１５）を満たすように構成すれば、式（１６）が成り立つ。
【００３２】
【数１２】
【００３３】
【数１３】
そして、図２より、式（１７）が成り立つ。
【００３４】
【数１４】
以上のことをまとめると、速度制御器１１Ｃ（ｓ）を式（１５）を満たすように構成すれば、図１のような推力リップル補償装置を十分大きな回数で運転すれば、推力リップルがほぼ完全に補償される。
また、式（１５）の条件は容易に満たされる。例えば、速度制御器を比例制御器とすれば、その制御ゲイン、機械可動部の質量Ｍおよび推力定数の平均値Ｋの大きさと関係なく式（１５）が常に成り立つ。
【００３５】
このようにして、リニアモータを一定の運転パターンで運転しながら、前回運転時の補償推力指令Ｆｈ＊および可動子位置Ｘに基づいてフーリエ変換を行い補償推力指令のフーリエ係数を計算し、そのフーリエ係数を用いて逆フーリエ変換を行い今回のリップル補償値ｈを計算し、推力指令Ｆ＊を足して新たな補償推力指令Ｆｈ＊とすることを繰り返し行い、推力リップルを段々完全補償し、モータの送りむらを減少させることができる。
【００３６】
次に、本発明の効果を具体例を用いて説明する。Ｋ＝Ｋ０、速度制御器をＰＩ制御とした場合のシミュレーション結果を図４に示す。図４より、１回目補償を行う際にリップル補償値ｈが推力リップルＦｒと大きな差があるが、９回目補償を行う際にリップル補償値ｈが推力リップルＦｒとほぼ一致になる。
【００３７】
本発明のリニアモータの推力リップル補償装置は、従来のサーボモータのトルクリップル補償装置に比較して、リップルの高次成分も考慮して補償を行うので、より正確にリップルを補償することができ、モータの送りむらを減少させるという効果がある。
また、補償が繰り返し行うので、速度制御器の制御ゲインが低くても、補償効果が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のリニアモータの推力リップル補償装置の構成を示すブロック線図
【図２】可動子速度がほぼ一定になった際に図１の近似等価ブロック線図
【図３】推力リップル補償部のパラメータを決定する際にリニアモータの運動パターンの一例を示す図
【図４】Ｋ＝Ｋ０、速度制御器をＰＩ制御とした場合のシミュレーション結果
【図５】従来技術のサーボモータのトルクリップル補償装置の構成を示すブロック線図
【符号の説明】
【００３９】
１ モータ制御装置
４ リニアモータ
５ 負荷
６ 位置検出器
１１ 速度制御器
１２ 電流指令変換器
１３ 電流アンプ
１４ 推力リップル補償部のモデル
１５ 微分器
１６ 推力定数の平均値
１７ 機械可動部のモデル
２０ 推力リップル補償部
２１ 逆フーリエ変換器
２２ バッファ
２３ フーリエ変換器
２４ 操作器
２５ 位相計算器
５０ 内部パラメータ決定機構
５１ モータ
５２ 電流制御器
５３ トルクフィルタ
５４ 速度制御器
５５ 差分演算器
５６ 速度指令
５７ トルク指令
５８ リップル生成器
５９ FFT解析手段
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リニアモータに発生する推力リップルを減少させ、送りむらを減少させる推力リップル補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＡＣサーボモータは、可動子と固定子との相対位置に応じてコイルに流れる電流を変化させることにより推力を得ている。例えば、同期型リニアモータ等のＡＣサーボモータは、可動子または固定子のどちらかの側に永久磁石が配置され、対向側にはコイルが配置されており、駆動装置が、可動子と固定子との相対位置に応じて、三角関数状の電流を流して一定の推力を得ている。ｄ−ｑ軸制御を用いる場合は、モータの電流や電圧を多相／ｄ‐ｑ変換を行い、一定のｑ軸電流指令を与えることにより一定の推力を得ることができる。推力を制御する場合はｑ軸電流指令を制御すればよい。
ところが、モータを構成しているコアの不均一性、着磁の乱れ、端効果などの要因でコギング推力が発生したり推力定数が可動子と固定子の相対位置により変動するため、一定のｑ軸電流指令を与えても、サーボモータが発生する推力は可動子と固定子との相対位置によって変わる。よって、サーボの制御性能を向上させるため、このような推力リップルの補償は不可欠になる。
【０００３】
従来のサーボモータのトルクリップル補正装置は、トルク指令をＦＦＴ解析し補償関数のパラメータを決定して回転角度に応じたトルク補償量を計算し、トルク脈動に相当するトルクを補償している（例えば、特許文献１参照）。
図５は従来技術のサーボモータのトルクリップル補償装置の構成を示すブロック線図である。図５において、５０は内部パラメータ決定機構、５１はモータ、５２は電流制御器、
５３はトルクフィルタ、５４は速度制御器、５５は差分演算器、５６は速度指令、５７はトルク指令、５８はリップル生成器、５９はFFT解析手段である。
トルク指令５７に出てくるリップル成分を除去する為にモータの回転角度θｍに同期してリップル生成器５８からＳＩＮ波を生成し、トルク指令にフィードバックして打ち消す。また、内部パラメータ決定機構５０は一定速度の速度指令とＦＦＴ解析手段５９で求めた振動周波数およびリップル量に基づいてＳＩＮ波のパラメータＡ、Ｂおよびαを決定する。以下、その決定方法を説明する。
まず、振動周波数とモータ速度およびエンコーダパルス数からＢを計算する。次に、ＦＦＴ解析手段５９はトルク指令５７の値をＦＦＴ解析してその時のリップルの大きさを記憶しておく。αを０から３６０度まで１度ずつ変えて、リップルの大きさが一番小さくなる際の値をパラメータαの位相とする。最後に、パラメータＡを定格トルクの１％から±０．１％で変化させてトルク指令のリップルが現れない程度までこの繰り返しを行う。
【０００４】
このようにして、ＳＩＮ波のパラメータＡ、Ｂおよびαを決定して、トルクリップル補正量を計算している。
【特許文献１】特開２００１−１９７７６５号公報（第３頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術のサーボモータのトルクリップル補償装置は、１つＳＩＮ波のリップル補償値を計算したので、サーボモータのトルクリップルが回転角度の多周期成分を含む場合にはトルクリップルを完全に補償することができないという問題があった。また、トルク指令のリップルと実際のトルクリップルとは差があり、そして速度制御器の制御ゲインが小さいほどその差が大きいので、制御ゲインを上げられない場合に、補償効果が低下するという問題もあった。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、リニアモータの推力リップルが多周期成分を含んでも、制御ゲインが低くても、高精度に推力リップルを補償し、モータの送りむらを減少させることができる推力リップル補償装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したものである。
請求項１に記載の発明は、リニアモータの可動子位置Ｘを入力し可動子速度Ｖを出力する微分器と、速度指令Ｖ＊から前記可動子速度Ｖを差し引いた値を入力し推力指令Ｆ＊を出力する速度制御器と、補償推力指令Ｆｈ＊および前記可動子位置Ｘに基づいてリップル補償値（ｈ）を生成する推力リップル補償部と、前記推力指令Ｆ＊に前記リップル補償値ｈを足し合わせた前記補償推力指令Ｆｈ＊を入力し電流指令を出力する電流指令変換器と、前記リニアモータの電流を前記電流指令に追従させる電流アンプとを備えたリニアモータの推力リップル補償装置において、前記推力リップル補償部は、前記可動子位置Ｘを入力しフーリエ基本波位相θを出力する位相計算器と、前記可動子位置Ｘに基づいてフーリエ変換機能信号Ｓｆと係数更新機能信号Ｓｂを出力する操作器と、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆが有効となった際に前記フーリエ基本位相θおよび前記補償推力指令Ｆｈ＊に基づいてフーリエ変換を行い第１フーリエ係数を算出するフーリエ変換器と、前記係数更新機能信号Ｓｂが有効となった際に前記第１フーリエ係数を入力してデータ更新し第２フーリエ係数を出力するバッファと、前記第２フーリエ係数を用いて前記フーリエ基本位相θに基づいて逆フーリエ変換を行い前記リップル補償値ｈを算出する逆フーリエ変換器とで構成することを特徴とするものである。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のリニアモータの推力リップル補償装置において、前記位相計算器は、前記フーリエ基本位相θを次式で計算することを特徴とするものである。
θ＝ｍｏｄ｛（Ｘ−Ｘｓ），（Ｘｅ−Ｘｓ）｝・２π
ただし、Ｘｓは補償すべく移動範囲のスタート位置、Ｘｅは補償すべく移動範囲のエンド位置、ｍｏｄ｛Ｐ，Ｑ｝はＰをＱで割った余りを求める関数を表す。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、検出されたリニアモータの可動子位置Ｘを微分器に入力して可動子速度Ｖを出力し、速度指令Ｖ＊から前記可動子速度Ｖを差し引いた値を速度制御器に入力して推力指令Ｆ＊を出力し、前期可動子位置Ｘおよび補償推力指令Ｆｈ＊を推力リップル補償部に入力してリップル補償値ｈを出力し、前記推力指令Ｆ＊と前記リップル補償値ｈとを足して前記補償推力指令Ｆｈ＊とし、前記補償推力指令Ｆｈ＊を電流指令変換器に入力して電流指令を出力し、前記電流指令を電流アンプに入力して前記リニアモータのコイルに電流を流してリニアモータを駆動することを特徴とするリニアモータの推力リップル補償方法において、前記推力リップル補償部は、前記可動子位置Ｘを位相計算器に入力してフーリエ基本位相θを出力し、前記可動子位置Ｘに基づいて操作器にて変換更新判断処理してフーリエ変換機能信号Ｓｆと係数更新機能信号Ｓｂを出力し、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆが有効となった際に前記フーリエ基本位相θおよび前記補償推力指令（Ｆｈ＊）に基づいてフーリエ変換を行い第１フーリエ係数を算出し、前記係数更新機能信号Ｓｂが有効となった際に前記第１フーリエ係数を入力してバッファのデータを更新して第２フーリエ係数を出力し、前記第２フーリエ係数を用いて前記フーリエ基本位相θに基づいて逆フーリエ変換を行い前記リップル補償値ｈを算出するという手順をとったのである。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載のリニアモータの推力リップル補償方法において、前記変換更新判断処理では、前記可動子位置がフーリエ変換区間にある間に、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆを有効させ、前記フーリエ変換が終了した直後に前記係数更新機能信号Ｓｂを有効させるという手順をとったのである。
【００１０】
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のフーリエ変換区間において、前記可動子速度がほぼ一定であり、前記フーリエ基本位相の変化量が２πであるという特徴をとったのである。
【００１１】
また、請求項６に記載の発明は、請求項３に記載のリニアモータの推力リップル補償方法において、前記推力リップル補償を複数回行うという手順をとったのである。
【発明の効果】
【００１２】
リップルの高次成分も考慮して補償を行うので、より正確にリップルを補償することができ、モータの送りむらを減少させるという効果がある。
また、補償が繰り返し行うので、速度制御器の制御ゲインが低くても、精度良くリップル補償できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。
実際のモータ制御装置には様々な機能や手段が内蔵されているが、図には本発明に関係する機能や手段のみを記載し説明する。また、以下同一名称には極力同一符号を付け重複説明を省略する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明のリニアモータの推力リップル補償装置の構成を示すブロック線図である。図１において、１はモータ制御装置、１１は速度制御器、４はリニアモータ、５は負荷、６は位置検出器である。また、１２は電流指令変換器、１３は電流アンプ、２０は推力リップル補償部、２１は逆フーリエ変換器、２２はバッファ、２３はフーリエ変換器、２４は操作器、２５は位相計算器である。
モータ制御装置１は、速度制御器１１、電流指令変換器１２、電流アンプ１３、および推力リップル補償部２０で構成されており、推力リップル補償部２０は、逆フーリエ変換器２１、バッファ２２、フーリエ変換器２３、操作器２４、および位相計算器２５で構成されている。推力リップル補償部２０は、過去の補償推力指令Ｆｈ＊およびリニアモータの可動子位置Ｘに基づいて現在のリップル補償値ｈを算出する。また、推力指令Ｆ＊にリップル補償値ｈを足して補償推力指令Ｆｈ＊とする。
電流指令変換器１２は、補償推力指令Ｆｈ＊を電流指令Ｉ＊に変換し電流アンプ１３に出力する。
電流アンプ１３は、電流指令Ｉ＊に基づいてリニアモータ４にモータ電流Ｉｍ（ｑ軸電流を指す。以下同様）を流す。
リニアモータ４は、推力Ｆを発生し負荷５を駆動する。
位置検出器６は、リニアモータ４に装着されており、リニアモータ４の位置Ｘを検出して推力リップル補償部２０および微分器１５に出力する。
【００１５】
以下、推力リップル補償装置の動作プロセスを説明する。
一般的に、リニアモータ４に一定のモータ電流Ｉｍを流すと、リニアモータが発生する推力Ｆまたはその推力リップルＦｒは可動子位置Ｘの関数となる。
位相計算器２５は可動子位置Ｘをフーリエ基本位相θへ変換するものである。
推力Ｆが可動子位置Ｘの周期関数である場合は、その周期のスタート位置をＸｓとし、エンド位置をＸｅとし、推力Ｆが可動子位置Ｘの周期関数でない場合では、補償すべく移動範囲のスタート位置をＸｓと、そのエンド位置をＸｅとする。フーリエ基本位相θを式（１）のように与える。
θ＝ｍｏｄ｛（Ｘ−Ｘｓ），（Ｘｅ−Ｘｓ）｝・２π （１）
ここで、ｍｏｄ｛Ｐ，Ｑ｝はＰをＱで割った余りを求める関数を表す。
従って、推力Ｆは式（２）のようなフーリエ級数で表すことができる。
【００１６】
【数１】
ただし、Ｎは一定な自然数、Ａｎ，Ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は推力リップルのフーリエ係数である。
よって、逆フーリエ変換器２１は式（３）のようにリップル補償値ｈを算出する。
【００１７】
【数２】
ただし、ａｎ，ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）は推力補償フーリエ係数（或いは第２フーリエ係数）である。ａｎ，ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）の初期値を全て０とし、その値の更新は次のように行う。
【００１８】
まず、リニアモータを図３に示した運動パターンで運転させる。
図３は、推力リップル補償部のパラメータを決定する際のリニアモータの運動パターンの一例を示す図である。すなわち、位置Ｘｓからエンド位置Ｘｅまでの区間（以下、フーリエ変換区間という）が必ず定速区間に入るようにリニアモータを運転させる。また、定速区間はフーリエ基本位相θの数周期分（０〜２πは１周期と言う）を含んでも良い。また、図３のような運動パターンでの運転が反復に行われる。
次に、操作器２４は可動子位置Ｘがフーリエ変換区間にある間にフーリエ変換機能信号Ｓｆを有効し、フーリエ変換器２３は式（４）および式（５）のように補償推力指令Ｆｈ＊をフーリエ基本位相θに対してフーリエ変換を行い、新たな推力補償フーリエ係数（或いは第１フーリエ係数）ａｎ，ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）を算出する。
【００１９】
【数３】
【００２０】
【数４】
ただし、Ｊはフーリエ基本位相θの１周期における計測回数である。
【００２１】
最後に、操作器２４はフーリエ変換終了後に係数更新機能信号Ｓｂを有効し、新たな推力補償フーリエ係数でバッファ２２のデータを更新する。
また、逆フーリエ変換器２１は更新された推力補償フーリエ係数を用いて式（３）のように新たなリップル補償値ｈを算出する。
以上のようにフーリエ変換と逆フーリエ変換を繰り返し行い、すべてのａｎ，ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）がほぼ一定な値になると、それを推力補償フーリエ係数の最終値とし、フーリエ変換を停止する。
【００２２】
以下、推力リップル補償装置の動作原理を説明する。
図２は、可動子速度がほぼ一定になった際の図１の近似等価ブロック線図である。図２において、１４は推力リップル補償部のモデル、１６は推力定数の平均値である。また、１７はリニアモータの可動子を含む機械可動部のモデルであり、リニアモータが発生する推力Ｆから負荷力ＦＬを差し引いて得た加速力Ｆｍからリニアモータの可動子速度Ｖまでの伝達関数で表されている。ただし、Ｍは機械可動部の質量である。
一般に、電流アンプ１３の応答特性は速度制御の応答特性より数倍から十数倍とかなり良いため、モータ電流Ｉｍが電流指令Ｉ＊と等しいと見なせるので、電流アンプ１３のモデル化は省略している。
厳密に言えばリニアモータが発生する推力Ｆとコイルに流れるモータ電流Ｉｍとの比例関係（推力定数）は可動子位置Ｘによって変わるが、推力Ｆをモータ電流Ｉｍに一定な比例関係（推力定数の平均値）Ｋで比例する成分Ｆａと可動子位置Ｘによって変わるリップル成分Ｆｒとの差で表すことができる。
【００２３】
フーリエ変換区間において、補償推力指令Ｆｈ＊の平均値をＦａ＊とし、Ｆｈ＊とＦａ＊の差を推力指令リップルＦｒ＊とする。また、図１のような推力リップル補償装置において、リニアモータを図３のような運動パターンで１度駆動したことを１回運転という。図１より、今回運転の逆フーリエ変換に用いたフーリエ係数は前回運転の補償推力指令Ｆｈ＊をフーリエ変換したものであるため、今回（ｋ回目）運転のリップル補償値ｈ（ｋ）が同じフーリエ位相に対応する前回運転の補償推力指令Ｆ＊ｒ（ｋ−１）と等しくなる。すなわち、式（６）が成り立つ。
ｈ（ｋ）＝Ｆ＊ｒ（ｋ−１） （６）
速度制御器の伝達関数をＣ、機械可動部のモデルをＰとすると、図２より、ｋ回目の補償推力指令Ｆ＊ｈ（ｋ）は式（７）のようになる。
【００２４】
【数５】
定速区間において、速度指令Ｖ＊と負荷力ＦＬおよびそれらの応答が一定になるため、式（７）より、補償推力指令Ｆｈ＊のリップル成分である推力指令リップルＦｒ＊は式（８）のようになる。
【００２５】
【数６】
【００２６】
ａｎ，ｂｎ（ｎ＝１，２，・・・，Ｎ）の初期値が全て０であるため、式（３）より、１回目運転時のリップル補償値ｈの値ｈ（１）も０となる。すなわち、式（９）が成り立つ。
ｈ（１）＝０ （９）
式（９）を式（８）に代入すると、１回目運転時の推力指令リップルＦｒ＊の値Ｆ＊ｒ（１）は式（１０）のようになる。
【００２７】
【数７】
式（１０）を式（６）に代入すると、２回目運転時のリップル補償値ｈの値ｈ（２）は式（１１）のようになる。
【００２８】
【数８】
また、式（１１）を式（８）に代入すると、２回目運転時の推力指令リップルＦｒ＊の値Ｆ＊ｒ（２）は式（１２）のようになる。
【００２９】
【数９】
さらに、式（１２）を式（６）に代入すると、３回目運転時のリップル補償値ｈの値ｈ（３）は式（１３）のようになる。
【００３０】
【数１０】
このように展開すると、ｋ回目運転時のリップル補償値ｈの値ｈ（ｋ）は式（１４）のようになる。
【００３１】
【数１１】
推力リップルＦｒの最大周波数をωｒｍとし、速度制御器１１Ｃ（ｓ）を式（１５）を満たすように構成すれば、式（１６）が成り立つ。
【００３２】
【数１２】
【００３３】
【数１３】
そして、図２より、式（１７）が成り立つ。
【００３４】
【数１４】
以上のことをまとめると、速度制御器１１Ｃ（ｓ）を式（１５）を満たすように構成すれば、図１のような推力リップル補償装置を十分大きな回数で運転すれば、推力リップルがほぼ完全に補償される。
また、式（１５）の条件は容易に満たされる。例えば、速度制御器を比例制御器とすれば、その制御ゲイン、機械可動部の質量Ｍおよび推力定数の平均値Ｋの大きさと関係なく式（１５）が常に成り立つ。
【００３５】
このようにして、リニアモータを一定の運転パターンで運転しながら、前回運転時の補償推力指令Ｆｈ＊および可動子位置Ｘに基づいてフーリエ変換を行い補償推力指令のフーリエ係数を計算し、そのフーリエ係数を用いて逆フーリエ変換を行い今回のリップル補償値ｈを計算し、推力指令Ｆ＊を足して新たな補償推力指令Ｆｈ＊とすることを繰り返し行い、推力リップルを段々完全補償し、モータの送りむらを減少させることができる。
【００３６】
次に、本発明の効果を具体例を用いて説明する。Ｋ＝Ｋ０、速度制御器をＰＩ制御とした場合のシミュレーション結果を図４に示す。図４より、１回目補償を行う際にリップル補償値ｈが推力リップルＦｒと大きな差があるが、９回目補償を行う際にリップル補償値ｈが推力リップルＦｒとほぼ一致になる。
【００３７】
本発明のリニアモータの推力リップル補償装置は、従来のサーボモータのトルクリップル補償装置に比較して、リップルの高次成分も考慮して補償を行うので、より正確にリップルを補償することができ、モータの送りむらを減少させるという効果がある。
また、補償が繰り返し行うので、速度制御器の制御ゲインが低くても、補償効果が低下しない。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明のリニアモータの推力リップル補償装置の構成を示すブロック線図
【図２】可動子速度がほぼ一定になった際に図１の近似等価ブロック線図
【図３】推力リップル補償部のパラメータを決定する際にリニアモータの運動パターンの一例を示す図
【図４】Ｋ＝Ｋ０、速度制御器をＰＩ制御とした場合のシミュレーション結果
【図５】従来技術のサーボモータのトルクリップル補償装置の構成を示すブロック線図
【符号の説明】
【００３９】
１ モータ制御装置
４ リニアモータ
５ 負荷
６ 位置検出器
１１ 速度制御器
１２ 電流指令変換器
１３ 電流アンプ
１４ 推力リップル補償部のモデル
１５ 微分器
１６ 推力定数の平均値
１７ 機械可動部のモデル
２０ 推力リップル補償部
２１ 逆フーリエ変換器
２２ バッファ
２３ フーリエ変換器
２４ 操作器
２５ 位相計算器
５０ 内部パラメータ決定機構
５１ モータ
５２ 電流制御器
５３ トルクフィルタ
５４ 速度制御器
５５ 差分演算器
５６ 速度指令
５７ トルク指令
５８ リップル生成器
５９ FFT解析手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リニアモータの可動子位置Ｘを入力し可動子速度Ｖを出力する微分器と、速度指令Ｖ＊から前記可動子速度Ｖを差し引いた値を入力し推力指令Ｆ＊を出力する速度制御器と、補償推力指令Ｆｈ＊および前記可動子位置Ｘに基づいてリップル補償値ｈを生成する推力リップル補償部と、前記推力指令Ｆ＊に前記リップル補償値ｈを足し合わせた前記補償推力指令Ｆｈ＊を入力し電流指令を出力する電流指令変換器と、前記リニアモータの電流を前記電流指令に追従させる電流アンプとを備えたリニアモータの推力リップル補償装置において、
前記推力リップル補償部は、前記可動子位置Ｘを入力しフーリエ基本波位相θを出力する位相計算器と、前記可動子位置Ｘに基づいてフーリエ変換機能信号Ｓｆと係数更新機能信号Ｓｂを出力する操作器と、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆが有効となった際に前記フーリエ基本位相θおよび前記補償推力指令Ｆｈ＊に基づいてフーリエ変換を行い第１フーリエ係数を算出するフーリエ変換器と、前記係数更新機能信号Ｓｂが有効となった際に前記第１フーリエ係数を入力してデータ更新し第２フーリエ係数を出力するバッファと、前記第２フーリエ係数を用いて前記フーリエ基本位相θに基づいて逆フーリエ変換を行い前記リップル補償値ｈを算出する逆フーリエ変換器とで構成することを特徴とするリニアモータの推力リップル補償装置。
【請求項２】
前記位相計算器は、前記フーリエ基本位相θを次式で計算することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータの推力リップル補償装置。
θ＝ｍｏｄ｛（Ｘ−Ｘｓ），（Ｘｅ−Ｘｓ）｝・２π
ただし、Ｘｓは補償すべく移動範囲のスタート位置、Ｘｅは補償すべく移動範囲のエンド位置、ｍｏｄ｛Ｐ，Ｑ｝はＰをＱで割った余りを求める関数を表す。
【請求項３】
検出されたリニアモータの可動子位置Ｘを微分器に入力して可動子速度Ｖを出力し、速度指令Ｖ＊から前記可動子速度Ｖを差し引いた値を速度制御器に入力して推力指令Ｆ＊を出力し、前期可動子位置Ｘおよび補償推力指令Ｆｈ＊を推力リップル補償部に入力してリップル補償値ｈを出力し、前記推力指令Ｆ＊と前記リップル補償値ｈとを足して前記補償推力指令Ｆｈ＊とし、前記補償推力指令Ｆｈ＊を電流指令変換器に入力して電流指令を出力し、前記電流指令を電流アンプに入力して前記リニアモータのコイルに電流を流してリニアモータを駆動することを特徴とするリニアモータの推力リップル補償方法において、
前記推力リップル補償部は、前記可動子位置Ｘを位相計算器に入力してフーリエ基本位相θを出力し、前記可動子位置Ｘに基づいて操作器にて変換更新判断処理してフーリエ変換機能信号Ｓｆと係数更新機能信号Ｓｂを出力し、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆが有効となった際に前記フーリエ基本位相θおよび前記補償推力指令Ｆｈ＊に基づいてフーリエ変換を行い第１フーリエ係数を算出し、前記係数更新機能信号Ｓｂが有効となった際に前記第１フーリエ係数を入力してバッファのデータを更新して第２フーリエ係数を出力し、前記第２フーリエ係数を用いて前記フーリエ基本位相θに基づいて逆フーリエ変換を行い前記リップル補償値ｈを算出することを特徴とするリニアモータの推力リップル補償方法。
【請求項４】
前記変換更新判断処理では、前記可動子位置がフーリエ変換区間にある間に、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆを有効させ、前記フーリエ変換が終了した直後に前記係数更新機能信号Ｓｂを有効させることを特徴とする請求項３に記載のリニアモータの推力リップル補償方法。
【請求項５】
前記フーリエ変換区間において、前記可動子速度がほぼ一定であり、前記フーリエ基本位相の変化量が２πであることを特徴とする請求項４に記載のリニアモータの推力リップル補償方法。
【請求項６】
前記推力リップル補償を複数回行うことを特徴とする請求項３に記載のリニアモータの推力リップル補償方法。
【請求項１】
リニアモータの可動子位置Ｘを入力し可動子速度Ｖを出力する微分器と、速度指令Ｖ＊から前記可動子速度Ｖを差し引いた値を入力し推力指令Ｆ＊を出力する速度制御器と、補償推力指令Ｆｈ＊および前記可動子位置Ｘに基づいてリップル補償値ｈを生成する推力リップル補償部と、前記推力指令Ｆ＊に前記リップル補償値ｈを足し合わせた前記補償推力指令Ｆｈ＊を入力し電流指令を出力する電流指令変換器と、前記リニアモータの電流を前記電流指令に追従させる電流アンプとを備えたリニアモータの推力リップル補償装置において、
前記推力リップル補償部は、前記可動子位置Ｘを入力しフーリエ基本波位相θを出力する位相計算器と、前記可動子位置Ｘに基づいてフーリエ変換機能信号Ｓｆと係数更新機能信号Ｓｂを出力する操作器と、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆが有効となった際に前記フーリエ基本位相θおよび前記補償推力指令Ｆｈ＊に基づいてフーリエ変換を行い第１フーリエ係数を算出するフーリエ変換器と、前記係数更新機能信号Ｓｂが有効となった際に前記第１フーリエ係数を入力してデータ更新し第２フーリエ係数を出力するバッファと、前記第２フーリエ係数を用いて前記フーリエ基本位相θに基づいて逆フーリエ変換を行い前記リップル補償値ｈを算出する逆フーリエ変換器とで構成することを特徴とするリニアモータの推力リップル補償装置。
【請求項２】
前記位相計算器は、前記フーリエ基本位相θを次式で計算することを特徴とする請求項１に記載のリニアモータの推力リップル補償装置。
θ＝ｍｏｄ｛（Ｘ−Ｘｓ），（Ｘｅ−Ｘｓ）｝・２π
ただし、Ｘｓは補償すべく移動範囲のスタート位置、Ｘｅは補償すべく移動範囲のエンド位置、ｍｏｄ｛Ｐ，Ｑ｝はＰをＱで割った余りを求める関数を表す。
【請求項３】
検出されたリニアモータの可動子位置Ｘを微分器に入力して可動子速度Ｖを出力し、速度指令Ｖ＊から前記可動子速度Ｖを差し引いた値を速度制御器に入力して推力指令Ｆ＊を出力し、前期可動子位置Ｘおよび補償推力指令Ｆｈ＊を推力リップル補償部に入力してリップル補償値ｈを出力し、前記推力指令Ｆ＊と前記リップル補償値ｈとを足して前記補償推力指令Ｆｈ＊とし、前記補償推力指令Ｆｈ＊を電流指令変換器に入力して電流指令を出力し、前記電流指令を電流アンプに入力して前記リニアモータのコイルに電流を流してリニアモータを駆動することを特徴とするリニアモータの推力リップル補償方法において、
前記推力リップル補償部は、前記可動子位置Ｘを位相計算器に入力してフーリエ基本位相θを出力し、前記可動子位置Ｘに基づいて操作器にて変換更新判断処理してフーリエ変換機能信号Ｓｆと係数更新機能信号Ｓｂを出力し、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆが有効となった際に前記フーリエ基本位相θおよび前記補償推力指令Ｆｈ＊に基づいてフーリエ変換を行い第１フーリエ係数を算出し、前記係数更新機能信号Ｓｂが有効となった際に前記第１フーリエ係数を入力してバッファのデータを更新して第２フーリエ係数を出力し、前記第２フーリエ係数を用いて前記フーリエ基本位相θに基づいて逆フーリエ変換を行い前記リップル補償値ｈを算出することを特徴とするリニアモータの推力リップル補償方法。
【請求項４】
前記変換更新判断処理では、前記可動子位置がフーリエ変換区間にある間に、前記フーリエ変換機能信号Ｓｆを有効させ、前記フーリエ変換が終了した直後に前記係数更新機能信号Ｓｂを有効させることを特徴とする請求項３に記載のリニアモータの推力リップル補償方法。
【請求項５】
前記フーリエ変換区間において、前記可動子速度がほぼ一定であり、前記フーリエ基本位相の変化量が２πであることを特徴とする請求項４に記載のリニアモータの推力リップル補償方法。
【請求項６】
前記推力リップル補償を複数回行うことを特徴とする請求項３に記載のリニアモータの推力リップル補償方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１０−１３０８５４（Ｐ２０１０−１３０８５４Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０５２８４（Ｐ２００８−３０５２８４）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（０００００６６２２）株式会社安川電機 (2,482)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]