制御装置、制御方法、及びプログラム
【課題】モータの高効率なトルク制御を可能にして、エネルギーの無駄を小さく抑えることの可能な制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置４は、第１条件判断器１６と、第２条件判断器１７と、第１加算器２０と、第２加算器２１とを有する。第１，第２条件判断器１６，１７は、それぞれ、速度指令が示す角速度を条件として、第１，第２モータ５，６の出力トルクを設定するための第１，第２補正乗数を求める。第１加算器２０は、前記角速度に第１補正乗数を乗じた値と、第１のトルク値とを加算することで第１モータ５の出力トルクを求めて、出力トルクを示す第１モータ５の駆動信号を出力する。第２加算器２１は、前記角速度に第２補正乗数を乗じた値と、第１のトルク値と正負が反対である第２のトルク値とを加算することで、第２モータ６の出力トルクを求めて、該出力トルクを示す第２モータ６の駆動信号を出力する。
【解決手段】制御装置４は、第１条件判断器１６と、第２条件判断器１７と、第１加算器２０と、第２加算器２１とを有する。第１，第２条件判断器１６，１７は、それぞれ、速度指令が示す角速度を条件として、第１，第２モータ５，６の出力トルクを設定するための第１，第２補正乗数を求める。第１加算器２０は、前記角速度に第１補正乗数を乗じた値と、第１のトルク値とを加算することで第１モータ５の出力トルクを求めて、出力トルクを示す第１モータ５の駆動信号を出力する。第２加算器２１は、前記角速度に第２補正乗数を乗じた値と、第１のトルク値と正負が反対である第２のトルク値とを加算することで、第２モータ６の出力トルクを求めて、該出力トルクを示す第２モータ６の駆動信号を出力する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギアを介して負荷軸にトルクが伝達されるモータを制御する制御装置、制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モータで動力を得る可動体が開示されている。可動体は、第１，第２モータと、第１〜第３ギアと、速度指令部と、制御装置とを有する。第１ギアは第１モータの駆動軸に設けられる。第２ギアは第２モータの駆動軸に設けられる。第３ギアは、負荷軸に設けられて、第１，第２ギアと噛み合う。負荷軸は、第１，第２モータのトルクが第１〜第３ギアを介して伝達されることで回転し、これに伴い、可動体の駆動部が回転する。速度指令部は、負荷軸の角速度Ｖを指示する速度指令を出力する。制御装置は、角速度Ｖを用いる式（１），（２）に従って、第１，第２モータのトルクを制御する。
【０００３】
Ｔ１＝１／２×ｋ×Ｖ＋Ｔｐ ・・・（１）
【０００４】
Ｔ２＝１／２×ｋ×Ｖ−Ｔｐ ・・・（２）
【０００５】
式（１）によれば、第１モータのトルクは、速度指令が示す角速度Ｖに１／２と比例定数ｋとを乗じた値に、プリトルク＋Ｔｐが加算された値に制御される。式（２）によれば、第２モータのトルクは、速度指令が示す角速度Ｖに１／２と比例定数ｋとを乗じた値に、プリトルク−Ｔｐが加算された値に制御される。
【０００６】
上記のトルク制御によれば、速度指令が示す角速度Ｖの絶対値が、２Ｔｐ／ｋよりも小さい場合には、第１，第２モータの出力トルクの極性は、正負反対になる。このため、第１，第２ギアから第３ギアに伝達されるトルクの向きは逆向きになる。この場合、第３ギアは、大出力のモータに設けられたギアに従動して回転する。
【０００７】
例えば、第１モータが大出力のモータである場合、第３ギアは第１ギアに従動して回転する。また、小出力の第２モータに設けられる第２ギヤは、第３ギアに回転方向と反対方向のトルクを与える。これにより、第１ギアと第３ギアとは、隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギアに生じる第１，第２モータの合成トルクが、負荷軸に伝達されることで、負荷軸は回転する。
【０００８】
また、速度指令が示す角速度Ｖが０である場合には、第１モータと第２モータとに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ，−Ｔｐが与えられる。この場合、第１，第２モータの出力トルクの極性が正負反対であることで、第１ギアと第３ギアとの間や、第２ギアと第３ギアとの間にバックラッシュが生じない。また、第１，第２モータのトルクの絶対値が等しいことで、第１〜第３ギアは回転を停止する。また、第３ギアに生じる第１，第２モータの合成トルクが０になることで、負荷軸の回転が停止し、これに伴い、可動体の駆動部も回転を停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−５１７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで上述のように、第３ギアが、大出力のモータに設けられたギアに従動する場合、小出力のモータのトルクは、第３ギアに伝達される大出力のモータのトルクを減退させ、第３ギアに生じる合成トルクを小さくする。特許文献１では、式（１），式（２）により、第１，第２モータのトルクが、速度指令が指示する角速度Ｖに比例する値に制御される。よって、角速度Ｖが大きくなることに応じて、小出力のモータのトルクの絶対値も大きくなる。このため、角速度Ｖが大きくなることに応じて、第３ギアに生じる合成トルクを効率よく高めて、負荷軸の角速度を速めることができない。
【００１１】
また、特許文献１は、第１，第２モータのトルクを角速度Ｖに比例する値に制御するものであるから、角速度Ｖが０である場合に、第１，第２モータのトルクは、絶対値が最小の値にならない。よって、特許文献１は、負荷軸の回転を停止させるために、第１，第２モータに必要以上のトルクを加えるため、エネルギーの無駄を生じさせる。
【００１２】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、モータの高効率なトルク制御を可能にして、エネルギーの無駄を小さく抑えることの可能な制御装置、制御方法、及びプログラム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】
【００１３】
本発明の観点に係る制御装置は、第１及び第２のモータからギアを介して一つの負荷軸に伝達されるトルクを制御する制御装置であり、第１条件判断器と、第２条件判断器と、第１加算値と、第２加算値とを備える。第１条件判断器は、モータの駆動指令が示す指令値が所定値以上になる場合に、第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが第１の勾配で変化し、指令値が前記所定値よりも小さい場合に、第１モータから負荷軸に伝達されるトルクが一定になるように、第１モータの制御値を設定するための第１補正乗数を求める。第２条件判断器は、指令値が所定値以上になる場合に、第２モータから負荷軸に伝達されるトルクが一定になり、指令値が所定値よりも小さい場合に、第２モータから負荷軸に伝達されるトルクが第１の勾配と正負が同一である第２の勾配で変化するように、第２モータの制御値を設定するための第２補正乗数を求める。第１加算値は、指令値に第１補正乗数を乗じた値と、負荷軸に第１の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、第１モータの制御値を求めて、該制御値を示す第１モータの駆動信号を出力する。第２加算器は、指令値に前記第２補正乗数を乗じた値と、負荷軸に前記第１の向きと相対向する第２の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、第２モータの制御値を求めて、該制御値を示す第２モータの駆動信号を出力する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、モータの駆動指令が示す値に関わらず、小出力のモータのトルクを、一定にして、その絶対値を最小値にする制御が可能になる。よって、モータの駆動指令が示す値が変化することに応じて、ギアに生じる合成トルクを効率よく高め、負荷軸の角速度を速めることができる。これにより、モータの高効率なトルク制御が実現される。
【００１５】
また、負荷軸の回転を停止させるモータの駆動指令が出力された場合に、各モータのトルクの絶対値を最小の値に制御できる。よって、負荷軸の回転を停止させるため、モータに必要最低限のトルクを加えることが可能になる。これにより、エネルギーの無駄が生じない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る可動体の構成を示すブロック図である。
【図２】ギアボックスに配置されるギアを示す概略図である。
【図３】実施の形態１において、速度指令が示す角速度と、負荷軸に生じるトルクとの関係を示すグラフである。
【図４】図２の対応図であり、速度指令が示す角速度が０である場合の第１〜第３ギアの状態を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態２において、速度指令が示す角速度と、負荷軸に生じるトルクとの関係を示すグラフである。
【図６】図２の対応図であり、速度指令が示す角速度が、速度閾値以上である場合の第１〜第３ギアの状態を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態３において、速度指令が示す角速度と、負荷軸に生じるトルクとの関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態４に係る可動体の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態４において、電流制御信号が示すトルクと、負荷軸に生じるトルクとの関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態１〜４に係る制御装置の物理的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施の形態１）
以下、本発明に係る実施の形態１を、図を参照しながら説明する。実施の形態１は、本発明に係る制御装置が、例えばクレーン車である可動体１に設けられる場合を示す。図１に示すように、可動体１は、角速度減算器２と、速度指令出力部３と、制御装置４と、第１モータ５と、第２モータ６と、ギアボックス７と、駆動装置８とを有する。以下、可動体１の各構成要素について説明する。
【００１８】
図２に示すように、ギアボックス７には、第１ギア９、第２ギア１０、第３ギア１１が配置される。第１ギア９は、第１モータ５の駆動軸５ａに設けられる。第２ギア１０は、第２モータ６の駆動軸６ａに設けられる。第１，第２ギア９，１０は、第３ギア１１と噛み合うように配置される。上記の噛み合いにより、第１，第２モータ５，６のトルクは、第１，第２ギア９，１０を介して第３ギア１１に伝達される。
【００１９】
図１に示すように、駆動装置８は、負荷軸１２と、角速度検出器１３とを有する。第３ギア１１は負荷軸１２に設けられる。負荷軸１２は、第１〜第３ギア９〜１１を介して第１，第２モータ５，６のトルクが伝達されることで回転し、この回転に伴い、可動体１の駆動部が回転する。角速度検出器１３は、負荷軸１２の角速度を検出して、該角速度の実際値Realを出力する。
【００２０】
角速度減算器２には、運転台（図示せず）から角速度Cmdを示す信号が入力され、角速度検出器１３から角速度の実際値Realを示す信号が入力される。角速度減算器２は、角速度Cmdと角速度の実際値Realとの偏差Errを求め、偏差Errを示す信号を出力する。
【００２１】
速度指令出力部３は、角速度減算器２が出力した信号が示す偏差Errに基づき、負荷軸１２に生じさせる角速度Ｖを求めて、角速度Ｖを指示する速度指令を出力する。
【００２２】
制御装置４は、第１，第２モータ５，６から第１〜第３ギア９〜１１を介して負荷軸１２に伝達されるトルクを制御する。
【００２３】
具体的には、制御装置４は、第１，第２モータ５，６の制御値として、第１，第２モータ５，６の出力トルクを式（３），式（４）より求め、該出力トルクを示す駆動信号を出力して、第１，第２モータ５，６で出力されるトルクを制御する。
【００２４】
Ｔ１＝αＶ＋Ｃ ・・・（３）
Ｔ２＝βＶ＋Ｄ ・・・（４）
【００２５】
式（３）によれば、速度指令が示す角速度Ｖに第１補正乗数αを乗じた値に、第１向トルク発生値Ｃを加算することで、第１モータ５の出力トルクＴ１（＝αＶ＋Ｃ）が求められる。式（４）によれば、角速度Ｖに第２補正乗数βを乗じた値に、第２向トルク発生値Ｄを加算することで、第２モータ６の出力トルクＴ２（＝βＶ＋Ｄ）が求められる。
【００２６】
第１向トルク発生値Ｃは、負荷軸１２に第１の向きのトルクを発生させるための値であり、正の値＋Ｔｐに設定される。第２向トルク発生値Ｄは、負荷軸１２に第１の向きと相対向する第２の向きのトルクを発生させための値であり、負の値−Ｔｐ'に設定される。
【００２７】
また、第１，第２向トルク発生値Ｃ，Ｄは、絶対値が等しく設定される。これは、角速度Ｖが０である場合に、負荷軸１２の回転を停止させることを目的とする。なお、トルク値Ｃ，Ｄの絶対値は、摩擦トルクや風損などに起因した粘性トルクに基づき設定される。
【００２８】
制御装置４は、式（３），式（４）の演算を行うための構成として、図１に示すように、第１条件判断器１６と、第２条件判断器１７と、第１増幅器１８と、第２増幅器１９と、第１加算器２０と、第２加算器２１とを有する。
【００２９】
また、制御装置４は、式（３），式（４）の演算値に対応する電流を第１，第２モータ５，６に生じさせる構成として、第３増幅器２２と、第４増幅器２３とを有する。以下、制御装置４の各構成要素について説明する。
【００３０】
速度指令出力部３が出力した速度指令は、第１条件判断器１６と、第２条件判断器１７と、第１増幅器１８と、第２増幅器１９とに入力される。
【００３１】
第１条件判断器１６は、速度指令が指示する角速度Ｖを条件として、第１モータ５の制御値を設定するための第１補正乗数αを求めて、第１補正乗数αを示す信号を出力する。
【００３２】
角速度Ｖが０以上である場合、第１補正乗数αは、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクを第１の勾配γで変化させる値で求められる。また、角速度Ｖが０よりも小さい場合、第１補正乗数αは、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクを一定にさせる値で求められる。
【００３３】
具体的には、第１補正乗数αは、角速度Ｖを条件とする式（５）により求められる。式（５）によれば、角速度Ｖが０以上である場合には、第１補正乗数αはγ（第１の値）で求められる。また、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、第１補正乗数αは０で求められる。
【００３４】
０≦Ｖのとき、α＝γ
０＞Ｖのとき、α＝０ ・・・（５）
【００３５】
第１増幅器１８は、速度指令が示す角速度Ｖに、第１条件判断器１６が出力した第１補正乗数αを乗じた値αＶを求めて、該演算値αＶを示す第１トルク指令を出力する。
【００３６】
角速度Ｖが０以上である場合には、α＝γであることで、演算値αＶはγＶで求められる。角速度Ｖが０よりも小さい場合には、α＝０であるため、演算値αＶは０で求められる。
【００３７】
第１加算器２０は、第１トルク指令が示す値αＶ（γＶ或いは０）と、第１向トルク発生値Ｃである＋Ｔｐ’（第１のトルク値）とを加算することで、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃを求める。
【００３８】
角速度Ｖが０以上である場合には、出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ'で求められる。角速度Ｖが０よりも小さい場合には、出力トルクαＶ＋Ｃは、０＋Ｔｐ’の計算から、＋Ｔｐ'で求められる。
【００３９】
さらに、第１加算器２０は、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃを示す第１モータ５の駆動信号を出力する。
【００４０】
第３増幅器２２は、第１モータ５の駆動信号が示す出力トルクαＶ＋Ｃを、電流値に変換して、第１モータ５に出力する。これにより、第１モータ５の電機子に流れる電流が上記の電流値になり、第１加算器２０が求めたトルクαＶ＋Ｃが、第１モータ５で出力される。このトルクαＶ＋Ｃは、第１，第３ギア９，１１を介して負荷軸１２に伝達される。
【００４１】
第２条件判断器１７は、速度指令が指示する角速度Ｖを条件として、第２モータ６の制御値を設定するための第２補正乗数βを求めて、第２補正乗数βを示す信号を出力する。
【００４２】
角速度Ｖが０以上である場合には、第２補正乗数βは、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクを、一定にさせる値で求められる。また、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、第２補正乗数βは、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクを、第２の勾配γで変化させる値で求められる。
【００４３】
具体的には、第２補正乗数βは、角速度Ｖを条件とする式（６）により求められる。式（６）によれば、角速度Ｖが０以上である場合には、第２補正乗数βは０で求められる。また、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、第２補正乗数βはγ（第２の値）で求められる。
【００４４】
０≦Ｖのとき、β＝０
０＞Ｖのとき、β＝γ ・・・（６）
【００４５】
また、角速度Ｖが０以上である場合に、第１補正乗数αとして求められる第１の値γと、角速度Ｖが０よりも小さい場合に、第２補正乗数βとして求められる第２の値γとは、正負が同一（いずれも正の値）に設定される。これは、角速度Ｖが正である場合に、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクの勾配（第１の勾配）と、角速度Ｖが負である場合に、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクの勾配（第２の勾配）との正負を、同一にすることを目的とする。
【００４６】
また、第１補正乗数αとして求められる第１の値γと、第２補正乗数βとして求められる第２の値γとは、絶対値が等しく設定される。これは、角速度Ｖが正である場合と、角速度Ｖが負である場合とで、第１，第２モータ５，６から負荷軸１２に伝達されるトルクの傾きの絶対値を同一にすることを目的とする。なお、上述の傾きの絶対値は、必ずしも同一にされる必要はない。よって、第１の値と第２の値とは、必ずしも絶対値が等しくなくてもよい。
【００４７】
第２増幅器１９は、速度指令が示す角速度Ｖに、第２条件判断器１７が出力した第２補正乗数βを乗じた値βＶを求めて、該演算値βＶを示す第２トルク指令を出力する。
【００４８】
角速度Ｖが０以上である場合には、β＝０であることで、演算値βＶは０で求められる。また、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、β＝γであることで、演算値βＶはγＶで求められる。
【００４９】
第２加算器２１は、第２トルク指令が示す値βＶ（０或いはγＶ）と、第２向トルク発生値Ｄである−Ｔｐ’（第２のトルク値）とを加算することで、第２のモータ６の出力トルクβＶ＋Ｄを求める。
【００５０】
角速度Ｖが０以上である場合には、出力トルクβＶ＋Ｄは、０−Ｔｐ’の計算から、−Ｔｐ’で求められる。角速度Ｖが０よりも小さい場合には、出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ'で求められる。
【００５１】
さらに、第２加算器２１は、上記第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄを示す第２モータ６の駆動信号を出力する。
【００５２】
第４増幅器２３は、上記第２モータ６の駆動信号が示す出力トルクβＶ＋Ｄを、電流値に変換して、第２モータ６に出力する。これにより、第２モータ６の電機子に流れる電流が上記の電流値になり、第２加算器２１が求めたトルクβＶ＋Ｄが、第２モータ６で出力される。このトルクβＶ＋Ｄは、第２，第３ギア１０，１１を介して負荷軸１２に伝達される。
【００５３】
制御装置４の制御によれば、図３に示すように、速度指令が示す角速度Ｖが０よりも大きい場合、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ'になり、第１の勾配γで値が変化する。また、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、−Ｔｐ'になる。
【００５４】
この場合、第１モータ５のトルクγＶ＋Ｔｐ'は、正の値を示し、第２モータ６のトルク−Ｔｐ'は、負の値を示す。よって、図２の矢印に示すように、第１，第２ギア９，１０から第３ギア１１に伝達されるトルクの向きは逆向きになる。また、第１モータ５の出力トルクγＶ＋Ｔｐ'は、第２モータ６の出力トルク−Ｔｐ'よりも絶対値が大きい。このため、第３ギア１１は、第１ギア９に従動して回転する。また、第２ギヤ１０が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク−Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は、第１ギア９と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００５５】
また、図３に示すように、速度指令が示す角速度Ｖが０よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、＋Ｔｐ'になる。また、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ'になり、第２の勾配γで値が変化する。
【００５６】
この場合、第１モータ５のトルク＋Ｔｐ'が正の値で、第２モータ６のトルクγＶ−Ｔｐ'が負の値であるため、第１，第２ギア９，１０から第３ギア１１に伝達されるトルクの向きは逆向きになる。また、第２モータ６の出力トルクγＶ−Ｔｐ'は、第１モータ５の出力トルク＋Ｔｐ'よりも絶対値が大きい。よって、第３ギア１１は、第２ギア１０に従動して回転し、この回転方向は、図２に示す方向と逆になる。また、第１ギヤ９が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第２ギア１０と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが、負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００５７】
角速度Ｖが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'（第１，第２トルク値Ｃ，Ｄ）が与えられる。よって、図４の矢印に示すように、第１，第２モータ５，６から第１，２ギア９，１０に伝達されるトルクの極性が正負反対になる。このため、第１ギア９と第３ギア１１との間にバックラッシュ、或いは、第２ギア１０と第３ギア１１との間にバックラッシュが生じない。また、第１，第２モータ５，６のトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'の絶対値が等しいことで、第１〜第３ギア９〜１１は回転を停止する。また、第３ギア１１に生じる第１，第２モータ５，６の合成トルクが０であることで、負荷軸１２の回転が停止し、これに伴い、可動体１の駆動部も回転を停止する。
【００５８】
本実施の形態によれば、速度指令が示す角速度Ｖが０以外である場合には、第３ギア１１に回転方向とは逆方向のトルクを与える小出力のモータは、角速度Ｖに応じてトルクが変化せず、そのトルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。
【００５９】
すなわち、図３に示すように、角速度Ｖが０よりも大きい場合には、上記逆方向のトルクを与える小出力の第２モータ６は、トルクが−Ｔｐ'で一定になることで、角速度Ｖに応じてトルクが変化せず、トルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。
【００６０】
また、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、上記逆方向のトルクを与える小出力の第１モータ５は、トルクが＋Ｔｐ'で一定になることで、角速度Ｖに応じてトルクが変化せず、トルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。
【００６１】
以上述べたように、本実施の形態によれば、速度指令が示す角速度Ｖが０以外である場合には、小出力のモータのトルクは、角速度Ｖの値に関わらず一定とされ、また、その絶対値も小さくなる。よって、速度指令が示す角速度Ｖの絶対値が大きくなることに応じて、第３ギア１１に生じる合成トルクを効率よく高めて、負荷軸１２の角速度を速めることができる。これにより、モータの高効率なトルク制御が実現される。
【００６２】
また、速度指令が示す角速度Ｖが０である場合、第１，第２モータ５，６のトルクは、それぞれ、＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'になることで、トルクの絶対値がいずれも最小の値Ｔｐ'になる。よって、負荷軸１２の回転を停止させるために、第１，第２モータ５，６に必要最低限のトルクを加えることが可能になる。このため、エネルギーの無駄が生じない。
【００６３】
また一般に、モータの出力誤差は、モータの出力トルクが変化する場合に大きくなる。本実施の形態によれば、第１，第２モータ５，６のうち、小出力のモータはトルク値が一定（＋Ｔｐ'或いは−Ｔｐ'）とされる。よって、出力誤差による影響の大きな低速域で、第１，第２モータ５，６の出力誤差の合計を小さく抑えて、負荷軸１２を回転させる合成トルクの精度を高めることができる。
【００６４】
（実施の形態２）
次に、本発明に係る実施の形態２について説明する。実施の形態２は、第１，第２補正乗数α，βが求める方法が、実施の形態１と異なる。
【００６５】
実施の形態２では、第１条件判断器１６は、式（７）により、第１補正乗数αを求めて、第１補正乗数αを示す信号を出力する。
【００６６】
０≦Ｖのとき、α＝γ
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、α＝０
−Ｖlim≧Ｖのとき、α＝γ ・・・（７）
【００６７】
式（７）によれば、速度指令が指示する角速度Ｖが０以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim（第１の閾値）以下である場合には、第１補正乗数αは、γ（第１の値）で求められる。
【００６８】
角速度Ｖが０よりも小さく−Ｖlim（第１の閾値）よりも大きい場合には、第１補正乗数αは、０で求められる。
【００６９】
第１増幅器１８は、速度指令が示す角速度Ｖに、第１条件判断器１６が出力した第１補正乗数αを乗じた値αＶを求めて、演算値αＶを示す第１トルク指令を出力する。
【００７０】
角速度Ｖが０以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim以下である場合には、α＝γであることで、演算値αＶは、γＶで求められる。
【００７１】
角速度Ｖが０よりも小さく−Vlimよりも大きい場合には、α＝０であることで、演算値αＶは、０で求められる。
【００７２】
第１加算器２０は、第１トルク指令が示す値αＶと、第１向トルク発生値Ｃとを加算することで、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃを求めて、出力トルクαＶ＋Ｃを示す第１モータ５の駆動信号を出力する。本実施の形態では、第１向トルク発生値Ｃは、式（８）により設定される。
【００７３】
０≦Ｖのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
−Ｖlim≧Ｖのとき、Ｃ＝＋γＶlim＋Ｔｐ’ ・・・（８）
【００７４】
角速度Ｖが、０以上である場合、第１向トルク発生値Ｃは、＋Ｔｐ’に設定される。
よって、出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ’で求められる。
【００７５】
角速度Ｖが０よりも小さく−Vlimよりも大きい場合には、第１向トルク発生値Ｃは、＋Ｔｐ’に設定される。出力トルクαＶ＋Ｃは、０＋Ｔｐ’の計算から、＋Ｔｐ’で求められる。
【００７６】
角速度Ｖが−Ｖlim以下である場合、第１向トルク発生値Ｃは、＋γＶlim＋Ｔｐ’に設定される。よって、出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋γＶlim＋Ｔｐ’で求められる。
【００７７】
第３増幅器２２は、上記第１モータ５の駆動信号が示す出力トルクαＶ＋Ｃを、電流値に変換して、第１モータ５に出力する。これにより、第１加算器２０が求めたトルクαＶ＋Ｃが、第１モータ５で出力される。
【００７８】
第２条件判断器１７は、速度指令が指示する角速度Ｖを条件とする式（９）により、第２補正乗数βを求めて、第２補正乗数βを示す信号を出力する。
【００７９】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、β＝γ
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、β＝０
０＞Ｖのとき、β＝γ ・・・（９）
【００８０】
角速度Ｖが＋Ｖlim（第２の閾値）以上である場合、或いは、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、第２補正乗数βは、γ（第２の値）で求められる。
【００８１】
角速度Ｖが０以上で、＋Ｖlim（第２の閾値）よりも小さい場合には、第２補正乗数βは、０で求められる。
【００８２】
第２増幅器１９は、速度指令が示す角速度Ｖに、第２条件判断器１７が出力した第２補正乗数βを乗じた値βＶを求めて、該演算値βＶを示す第２トルク指令を出力する。
【００８３】
角速度Ｖが＋Ｖlim以上である場合、或いは、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、演算値βＶは、γＶで求められる。
【００８４】
角速度Ｖが、０以上で、＋Vlimよりも小さい場合には、β＝０であることで、演算値βＶは、０で求められる。
【００８５】
第２加算器２１は、第１トルク指令が示す値βＶと、式（１０）で得られる第２向トルク発生値Ｄとを加算することで、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄを求めて、出力トルクβＶ＋Ｄを示す第２モータ６の駆動信号を出力する。本実施の形態では、第１向トルク発生値Ｃは、式（１０）により設定される。
【００８６】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、Ｄ＝−γＶlim−Ｔｐ’
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
０＞Ｖのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’ ・・・（１０）
【００８７】
角速度Ｖが、＋Ｖlim以上である場合、第２向トルク発生値Ｄは、−γＶlim−Ｔｐ’に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−γＶlim−Ｔｐ’で求められる。
【００８８】
角速度Ｖが０以上であり−Vlimよりも大きい場合には、第２向トルク発生値Ｄは−Ｔｐ’に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、０−Ｔｐ’の計算から、−Ｔｐ’で求められる。
【００８９】
角速度Ｖが０よりも小さい場合、第２向トルク発生値Ｄは−Ｔｐ’に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ’で求められる。
【００９０】
第４増幅器２３は、上記第２モータ６の駆動信号が示す出力トルクを、電流値に変換して、第２モータ６に出力する。これにより、第２加算器２１が求めたトルクが、第２モータ６で出力される。
【００９１】
実施の形態２の制御によれば、図５に示すように、速度指令が指示する角度Ｖが、＋Ｖlim（第２の閾値）以上である場合、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−γＶlim−Ｔｐ’になる。よって、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγになり、正の値になる。このため、図６の矢印に示すように、第１，第２ギア９，１０は、トルクを出し合い第３ギア１１の回転を加減速するように動作する。また、第３ギア１１には第１，第２モータ５，６の合成トルク２γＶ−γＶlimが生じ、合成トルク２γＶ−γＶlimが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００９２】
また、図５に示すように、角速度Ｖが、０よりも大きく、＋Vlim（第２の閾値）よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態１で角速度Ｖが０よりも大きい場合と同様の状況になる。よって、第３ギア１１は、第１ギア９に従動して回転する。また、第２ギヤ１０が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第１ギア９と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００９３】
角速度Ｖが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'が与えられる。よって、実施の形態１で、角速度Ｖが０になる場合と同様、第１ギア９と第３ギア１１との間にバックラッシュ、或いは、第２ギア１０と第３ギア１１との間にバックラッシュが生じない。また、第１，第２モータ５，６の合成トルクが０になることで、負荷軸１２の回転が停止する。
【００９４】
また、角速度Ｖが、０よりも小さく、−Ｖlim（第１の閾値）よりも大きい場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態１で角速度Ｖが０よりも小さい場合と同様の状況になる。よって、第３ギア１１は、第２ギア１０に従動して回転する。また第１ギヤ９が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第２ギア１０と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００９５】
また、角速度Ｖが、−Ｖlim（第１の閾値）以下である場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋γＶlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ’になる。よって、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγになり、負の値になる。このため、第１，第２ギア９，１０は、トルクを出し合い第３ギア１１の回転を加減速するように動作する。また、第３ギア１１には第１，第２モータ５，６の合成トルク２γＶ＋γＶlimが生じ、合成トルク２γＶ＋γＶlimが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００９６】
本実施の形態によれば、速度指令が指示する角速度Ｖが−Ｖlim（第１の閾値）以下や＋Ｖlim（第２の閾値）以上である場合には、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配は、正負が同一になる。このため、負荷軸１２に回転を生じさせるトルクを、第１，第２モータ５，６の両者に分担させることができる。よって、第１，第２モータ５，６の個々に加えられる負荷を小さく抑えることができる。
【００９７】
また、角速度Ｖが０よりも大きく＋Ｖlimよりも小さい場合や、角速度Ｖが０よりも小さく−Ｖlimよりも大きい場合には、第３ギア１１に回転方向とは逆方向のトルクを与える小出力のモータは、角速度Ｖに応じてトルクが変化せず、そのトルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。よって、角速度Ｖの絶対値が大きくなることに応じて、第３ギア１１に生じる合成トルクを効率よく高めて、負荷軸１２の角速度を速めることができる。
【００９８】
また、小出力のモータのトルク値が一定とされることで、実施の形態１と同様、出力誤差による影響の大きな低速域で、第１，第２モータ５，６の出力誤差の合計を小さく抑えて、負荷軸１２を回転させる合成トルクの精度を高めることができる。
【００９９】
また、角速度Ｖが０である場合、第１，第２モータ５，６のトルクは、それぞれ、＋Ｔｐ，−Ｔｐになることで、トルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。よって、負荷軸１２の回転を停止させるために、第１，第２モータ５，６に必要最低限のトルクを加えることが可能になる。
【０１００】
（実施の形態３）
次に、本発明に係る実施の形態３について説明する。実施の形態３は、実施の形態２の変形例であり、速度指令が指示する角速度Ｖと、負荷軸１２に生じる合成トルクとがリニアな関係になるように、第１，第２補正乗数α，βや第１，第２のトルク値Ｃ，Ｄが求められる。
【０１０１】
実施の形態３では、第１条件判断器１６は、式（１１）により、第１補正乗数αを求めて、第１補正乗数αを示す信号を出力する。
【０１０２】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、α＝γ／２
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、α＝γ
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、α＝０
−Ｖlim≧Ｖのとき、α＝γ／２ ・・・（１１）
【０１０３】
式（７）によれば、速度指令が指示する角速度Ｖが０以上で、＋Ｖlim（第３の閾値）よりも小さい場合には、第１補正乗数αは、γ（第１の値）で求められる。
【０１０４】
角速度Ｖが０よりも小さく、−Ｖlim（第４の閾値）よりも大きい場合には、第１補正乗数αは、０で求められる。
【０１０５】
角速度Ｖが＋Ｖlim（第３の閾値）以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim（第４の閾値）以下である場合には、第１補正乗数αは、γ／２（第３の値）で求められる。γ／２（第３の値）は、γ（第１の値）と正負が同一であり、絶対値が、０よりも大きく、γ（第１の値）よりも小さい。
【０１０６】
式（１１）で使用される＋Ｖlim，−Ｖlim（第３，第４の閾値）は、例えば、正負が反対で、絶対値が等しく設定される。なお、絶対値については必ずしも等しくなくてもよい。また、＋Ｖlim，−Ｖlim（第３，第４の閾値）は、後述の式（１２），式（１３），式（１４）で、第１，２向トルク発生値Ｃ、第２補正乗数β、第２向トルク発生値Ｄを求めるためにも使用される。
【０１０７】
第１増幅器１８は、速度指令が示す角速度Ｖに、第１条件判断器１６が出力した第１補正乗数αを乗じた値αＶを求めて、演算値αＶを示す第１トルク指令を出力する。
【０１０８】
角速度Ｖが、０以上で、＋Vlimよりも小さい場合には、α＝γであることで、演算値αＶは、γＶで求められる。
【０１０９】
角速度Ｖが、０よりも小さく、−Vlimよりも大きい場合には、α＝０であることで、演算値αＶは、０で求められる。
【０１１０】
角速度Ｖが、＋Ｖlim以上である場合、或いは、角速度Ｖが、−Ｖlim以下である場合には、α＝γ／２であることで、演算値αＶは、（γ／２）×Ｖで求められる。
【０１１１】
第１加算器２０は、第１トルク指令が示す値αＶと、第１向トルク発生値Ｃとを加算することで、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃを求めて、出力トルクαＶ＋Ｃを示す第１モータ５の駆動信号を出力する。本実施の形態では、第１向トルク発生値Ｃは、式（１２）により設定される。
【０１１２】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、Ｃ＝（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
−Ｖlim≧Ｖのとき、Ｃ＝（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’ ・・・（１２）
【０１１３】
角速度Ｖが、０以上で、＋Vlimよりも小さい場合、第１向トルク発生値は、＋Ｔｐ’（第１のトルク値）に設定される。よって、出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ’で求められる。
【０１１４】
角速度Ｖが、０よりも小さく、−Vlimよりも大きい場合には、第１向トルク発生値Ｃは、＋Ｔｐ’（第１のトルク値）に設定される。よって、出力トルクαＶ＋Ｃは、０＋Ｔｐ’の計算から、＋Ｔｐ’で求められる。
【０１１５】
角速度Ｖが、＋Ｖlim以上である場合、或いは、角速度Ｖが、−Ｖlim以下である場合には、第１向トルク発生値Ｃは、（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’（第３のトルク値）に設定される。よって、出力トルクαＶ＋Ｃは、（γ／２）×Ｖ＋（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’で求められる。
【０１１６】
なお、（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’（第３のトルク値）は、γ（第１の値）からγ／２（第３の値）を差し引いた差分（γ／２）と、＋Ｖlim（第３の閾値）との乗数（γ／２×Ｖlim）に、＋Ｔｐ’（第１のトルク値）を加算した値である。
【０１１７】
第３増幅器２２は、上記第１モータ５の駆動信号が示す出力トルクαＶ＋Ｃを、電流値に変換して、第１モータ５に出力する。これにより、第１加算器２０が求めたトルクαＶ＋Ｃが、第１モータ５で出力される。
【０１１８】
第２条件判断器１７は、速度指令が指示する角速度Ｖを条件とする式（１３）により、第２補正乗数βを求めて、第２補正乗数βを示す信号を出力する。
【０１１９】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、β＝γ／２
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、β＝０
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、β＝γ
−Ｖlim≧Ｖのとき、β＝γ／２ ・・・（１３）
【０１２０】
角速度Ｖが０以上で、＋Ｖlim（第３の閾値）よりも小さい場合には、第２補正乗数βは、０で求められる。
【０１２１】
角速度Ｖが０よりも小さく、−Ｖlim（第４の閾値）よりも大きい場合には、第２補正乗数βは、γ（第２の値）で求められる。
【０１２２】
角速度Ｖが＋Ｖlim（第３の閾値）以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim（第４の閾値）以下である場合には、第２補正乗数βは、γ／２（第４の値）で求められる。γ／２（第４の値）は、γ（第２の値）と正負が同一であり、絶対値が、０より大きく、γ（第２の値）よりも小さい。
【０１２３】
また本実施の形態では、式（１１）に示したように、０≦Ｖ＜＋Ｖlimである場合に、第１補正乗数αとして求められるγ（第１の値）と、０＞Ｖ＞−Ｖlimである場合に、第２補正乗数βとして求められるγ（第２の値）とは、同一の値とされる。
【０１２４】
また、＋Ｖlim≦Ｖである場合、或いは、−Ｖlim≧Ｖである場合に、第１補正乗数αとして求められる１／２γ（第３の値）と、第２補正乗数βとして求められる１／２γ（第４の値）との合計は、第１，第２の値γに一致する。
【０１２５】
第２増幅器１９は、速度指令が示す角速度Ｖに、第２条件判断器１７が出力した第２補正乗数βを乗じた値βＶを求めて、該演算値βＶを示す第２トルク指令を出力する。
【０１２６】
角速度Ｖが、０以上で、＋Vlimよりも小さい場合には、β＝０であることで、演算値βＶは、０で求められる。
【０１２７】
角速度Ｖが、０よりも小さく、−Vlimよりも大きい場合には、β＝γであることで、演算値βＶは、γＶで求められる。
【０１２８】
角速度Ｖが＋Ｖlim以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim以下である場合には、β＝γ／２であることで、演算値βＶは、（γ／２）×Ｖで求められる。
【０１２９】
第２加算器２１は、第１トルク指令が示す値αＶと、第２向トルク発生値Ｄとを加算することで、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄを求めて、出力トルクβＶ＋Ｄを示す第２モータ６の駆動信号を出力する。本実施の形態では、第２向トルク発生値Ｄは、式（１４）により設定される。
【０１３０】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、Ｄ＝−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
−Ｖlim≧Ｖのとき、Ｄ＝−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’ ・・・（１４）
【０１３１】
角速度Ｖが、０以上で、＋Vlimよりも小さい場合、第２向トルク発生値は、−Ｔｐ’（第２のトルク値）に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、０−Ｔｐ’の計算から、−Ｔｐ’で求められる。
【０１３２】
角速度Ｖが、０よりも小さく、−Vlimよりも大きい場合には、第２向トルク発生値Ｄは、−Ｔｐ’（第２のトルク値）に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ’で求められる。
【０１３３】
角速度Ｖが＋Ｖlim以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim以下である場合には、第２向トルク発生値Ｄは、−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’（第４のトルク値）に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、（γ／２）×Ｖ−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’で求められる。
【０１３４】
−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’（第４のトルク値）は、γ（第２の値）からγ／２（第４の値）を差し引いた差分（γ／２）と、−Ｖlim（第４の閾値）との乗数（−（γ／２）×Ｖlim）に、−Ｔｐ’（第２のトルク値）を加算した値である
【０１３５】
第４増幅器２３は、上記第２モータ６の駆動信号が示す出力トルクを、電流値に変換して、第２モータ６に出力する。これにより、第２加算器２１が求めたトルクが、第２モータ６で出力される。
【０１３６】
制御装置３１の制御によれば、図７に示すように、速度指令が指示する角度Ｖが、＋Ｖlim（第３の閾値）以上である場合、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、（γ／２）×Ｖ＋（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、（γ／２）×Ｖ−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’になる。よって、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγ／２になり、正の値になる。また、第３ギア１１には第１モータ５，６の合成トルクγＶが生じ、合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１３７】
また、角速度Ｖが、０よりも大きく、＋Vlim（第３の閾値）よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態１で角速度Ｖが０よりも大きい場合と同様の状況になり、第３ギア１１は、第１ギア９に従動して回転する。また、第２ギヤ１０が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第１ギア９と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１３８】
角速度Ｖが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'が与えられる。よって、実施の形態１で、角速度Ｖが０になる場合と同様、第１ギア９と第３ギア１１との間にバックラッシュ、或いは、第２ギア１０と第３ギア１１との間にバックラッシュが生じない。また、第１，第２モータ５，６の合成トルクが０になることで、負荷軸１２の回転が停止する。
【０１３９】
また、角速度Ｖが、０よりも小さく、−Ｖlim（第４の閾値）よりも大きい場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態１で角速度Ｖが０よりも小さい場合と同様の状況になる。よって、第３ギア１１は、第２ギア１０に従動して回転する。また第１ギヤ９が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第２ギア１０と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１４０】
また、角速度Ｖが、−Ｖlim（第４の閾値）以下である場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、（γ／２）×Ｖ＋（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、（γ／２）×Ｖ−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’になる。よって、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγ／２になり、正の値になる。また、第３ギア１１には第１，第２モータ５，６の合成トルクγＶが生じ、合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１４１】
本実施の形態によれば、トルクτが＋τlim（第３の閾値）以上や−τlim（第４の閾値）以下である場合に、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配の正負を同一にすることができる。また、角速度Ｖのいずれの範囲においても、負荷軸１２に生じる合成トルクがγＶになることで、該合成トルクγＶと、速度指令が指示する角速度Ｖとの関係をリニアにすることができる。
【０１４２】
（実施の形態４）
次に、本発明に係る実施の形態４を説明する。実施の形態４は、本発明に係る制御装置が、例えば大型アンテナである可動体４０に設けられる場合を示す。図８に示すように、可動体４０は、電流制御信号出力部４１と、制御装置４２と、第１モータ５と、第２モータ６と、ギアボックス７と、駆動装置４３とを有する。
【０１４３】
第１モータ５、第２モータ６、及びギアボックス７の構成は、実施の形態１と同様である。駆動装置４３は、図１に示す駆動装置８から、角速度検出器１３が省略されたものである。実施の形態３も、実施の形態１と同様、第１，第２モータ５，６のトルクが第１〜第３ギア９〜１１を介して負荷軸１２に伝達される。これにより、負荷軸１２に回転が生じて、これに伴い、可動体４０の駆動部が回転する。
【０１４４】
電流制御信号出力部４１は、例えば運転台に設置され、第１，第２モータ５，６の合計トルクτに応じた電流値を示す電流制御信号を出力する。
【０１４５】
制御装置４２は、式（１５），式（１６）により第１，第２モータ５，６の出力トルクを求める。式（１５）によれば、トルクτに第１補正乗数αを乗じた値に、第１向トルク発生値Ｃを加算することで、第１モータ５の出力トルクＴ１が求められる。式（１２）によれば、トルクτに第２補正乗数βを乗じた値に、第２向トルク発生値Ｄを加算することで、第２モータ６の出力トルクＴ２が求められる。
【０１４６】
Ｔ１＝ατ＋Ｃ ・・・（１５）
Ｔ２＝βτ＋Ｄ ・・・（１６）
【０１４７】
第１向トルク発生値Ｃ，Ｄは、実施の形態１と同様、それぞれ＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'（第１，第２のトルク値）に設定され、正負が反対で、絶対値が等しいものとされる。
【０１４８】
制御装置４２は、式（１５），式（１６）の演算を行うための構成として、第１条件判断器４４と、第２条件判断器４５と、第１加算器４６と、第２加算器４７とを有する。
【０１４９】
さらに、制御装置４２は、第１，第２モータ５，６の電流子で流れる電流を制御して、式（１５），式（１６）の演算で求めたトルクを生じさせる構成として、第１ドライブユニット４８と、第２ドライブユニット４９とを有する。以下、制御装置４２の各構成要素について説明する。
【０１５０】
第１条件判断器４４は、電流制御信号が示す電流値に応じたトルクτを条件として、第１補正乗数αを求めて、第１補正乗数αを示す信号を出力する。
【０１５１】
トルクτが０以上である場合、第１補正乗数αは、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクを第１の勾配γで変化させる値で求められる。また、トルクτが０よりも小さい場合、第１補正乗数αは、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクを一定にさせる値で求められる。
【０１５２】
具体的には、第１補正乗数αは、トルクτを条件とする式（１７）により求められる。式（１７）によれば、トルクτが０以上である場合には、第１補正乗数αはγ（第１の値）で求められる。トルクτが０よりも小さい場合には、第１補正乗数αは０で求められる。
【０１５３】
０≦τのとき、α＝γ
０＞τのとき、α＝０ ・・・（１７）
【０１５４】
第１加算器４６は、トルクτに、第１条件判断器４４が出力した第１補正乗数αを乗じた値ατを求める。トルクτが０以上である場合には、α＝γであることで、演算値ατはγτで求められる。トルクτが０よりも小さい場合には、α＝０であるため、演算値ατは０で求められる。
【０１５５】
さらに、第１加算器４６は、演算値ατに、第１のトルク値Ｃである＋Ｔｐ’を加算することで、第１モータ５の出力トルクを求める。
【０１５６】
トルクτが０以上である場合には、出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋Ｔｐ'で求められる。トルクτが０よりも小さい場合には、出力トルクατ＋Ｃは、０＋Ｔｐ’の計算から、＋Ｔｐ'で求められる。
【０１５７】
さらに、第１加算器４６は、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃを示す第１モータ５の駆動信号を出力する。
【０１５８】
第１ドライブユニット４８は、第１モータ５の駆動信号に基づき、第１モータ５の電流子に流す電流を制御する。これにより、第１モータ５では、第１加算器４６が求めたトルクατ＋Ｃが出力される。このトルクατ＋Ｃは、第１，第３ギア９，１１を介して負荷軸１２に伝達される。
【０１５９】
また、第１ドライブユニット４８は、電流帰還ループ４８ａを構成し、これに応じて、第１モータ５の電機子電流を制御する。よって、第１モータ５のトルクは、第１加算器４６が演算した値ατ＋Ｃに維持される。
【０１６０】
第２条件判断器４５は、電流制御信号が示す電流値に応じたトルクτを条件として、第２補正乗数βを求めて、第２補正乗数βを示す信号を出力する。
【０１６１】
トルクτが０以上になる場合には、第２補正乗数βは、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクが一定にさせる値で求められる。また、トルクτが０よりも小さい場合には、第２補正乗数βは、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクを、第２の勾配γで変化させる値で求められる。
【０１６２】
具体的には、第２補正乗数βは、トルクτを条件とする式（１８）により求められる。式（１８）によれば、トルクτが０以上である場合には、第２補正乗数βは０で求められる。トルクτが０よりも小さい場合には、第２補正乗数βはγ（第２の値）で求められる。
【０１６３】
０≦τのとき、β＝０
０＞τのとき、β＝γ ・・・（１８）
【０１６４】
また、トルクτが０以上である場合に、第１補正乗数αとして求められる第１の値γと、トルクτが０よりも小さい場合に、第２補正乗数βとして求められる第２の値γとは、正負が同一に設定される。これは、トルクτが正である場合に、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクの勾配（第１の勾配）と、トルクτが負である場合に、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクの勾配（第２の勾配）との正負を同一にすることを目的とする。
【０１６５】
また、第１補正乗数αとして求められる第１の値γと、第２補正乗数βとして求められる第２の値γとは、絶対値が等しく設定される。これは、トルクτが正である場合と、トルクτが負である場合とで、第１，２モータ５，６から負荷軸１２に伝達されるトルクの勾配を同一にすることを目的とする。なお、上述のトルクの勾配は必ずしも同一にされる必要はないため、第１の値と第２の値とは、必ずしも絶対値が等しく設定されなくてもよい。
【０１６６】
第２加算器４７は、トルクτに、第２条件判断器４５が出力した第２補正乗数βを乗じた値βγを求める。トルクτが０以上である場合には、β＝０であるため、演算値βＶは０で求められる。また、トルクτが０よりも小さい場合には、β＝γであることで、演算値βτはγτで求められる。
【０１６７】
さらに、第２加算器４７は、演算値βτに、第２のトルク値Ｄである−Ｔｐ’（第２のトルク値）を加算することで、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄを求める。
【０１６８】
トルクτが０以上である場合には、出力トルクβτ＋Ｄは、０−Ｔｐ'の計算から、−Ｔｐ’で求められる。トルクτが０よりも小さい場合には、出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−Ｔｐ'で求められる。
【０１６９】
さらに、第２加算器４７は、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄを示す第２モータ６の駆動信号を出力する。
【０１７０】
第２ドライブユニット４９は、第２加算器４７の駆動信号に基づき、第２モータ６に流す電流を制御する。これにより、第２モータ６では、第２加算器４７が求めたトルクβτ＋Ｄが出力される。このトルクβτ＋Ｄは、第２，第３ギア１０，１１を介して負荷軸１２に伝達される。
【０１７１】
また、第２ドライブユニット４９は、電流帰還ループ４９ａを構成し、これに応じて、第２モータ６の電機子電流を制御する。これにより、第２モータ６のトルクは、第２加算器４７が演算した値βτ＋Ｄに維持される。
【０１７２】
制御装置４２の制御によれば、図９に示すように、トルクτが０よりも大きい場合、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋Ｔｐ'になり、第１の勾配（γ）で値が変化する。また、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、−Ｔｐ'になる。
【０１７３】
この場合、第１モータ５のトルクγτ＋Ｔｐ'が正の値で、第２モータ６のトルク−Ｔｐ'が負の値であるため、第１，第２ギア９，１０から第３ギア１１に伝達されるトルクの向きは逆向きになる。また、第１モータ５の出力トルクγτ＋Ｔｐ'は、第２モータ６の出力トルク−Ｔｐ'よりも絶対値が大きい。よって、第３ギア１１は、第１ギア９に従動して回転する。また、第２ギヤ１０が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク−Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第１ギア９と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγτが、負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１７４】
また、トルクτが０よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、＋Ｔｐ'になる。また、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−Ｔｐ'になり、第２の勾配（γ）で値が変化する。
【０１７５】
この場合、第１モータ５のトルク＋Ｔｐ'が正の値で、第２モータ６のトルクγτ−Ｔｐ'が負の値であるため、トルクτが０よりも大きい場合と同様、第１，第２ギア９，１０から第３ギア１１に伝達されるトルクの向きは逆向きになる。また、第２モータ６の出力トルクγτ−Ｔｐ'は、第１モータ５の出力トルク＋Ｔｐ'よりも絶対値が大きい。よって、第３ギア１１は、第２ギア１０に従動して回転し、この回転方向は、トルクτが０よりも大きい場合と逆になる。また、第１ギヤ９が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第２ギア１０と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγτが、負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１７６】
また、トルクτが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ，−Ｔｐが与えられる。この場合、第１，第２モータ５，６のトルクの極性が正負反対であることから、第１ギア９と第３ギア１１との間、或いは、第２ギア１０と第３ギア１１との間にバックラッシュが生じない。また、第１，第２モータ５，６のトルク＋Ｔｐ，−Ｔｐの絶対値が等しいことで、第１〜第３ギア９〜１１は回転を停止する。また、第３ギア１１に生じる第１，第２モータ５，６の合成トルクが０であることで、負荷軸１２の回転が停止し、これに伴い、可動体１の駆動部も回転を停止する。
【０１７７】
本実施の形態によれば、電流制御信号が示すトルクτが０以外である場合には、第３ギア１１に回転方向とは逆方向のトルクを与える小出力のモータは、トルクτに応じて出力トルクが変化せず、そのトルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。
【０１７８】
すなわち、トルクτが０よりも大きい場合には、上記逆方向のトルクを与える小出力の第２モータ６は、出力トルクが−Ｔｐ'で一定になり、絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。また、トルクτが０よりも小さい場合には、上記逆方向のトルクを与える小出力の第１モータ５は、出力トルクが＋Ｔｐ'で一定になり、トルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。以上により、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【０１７９】
なお、本実施の形態では、第１，第２補正乗数α，βは、式（１９），式（２０）により求められ、第１，第２のトルク値Ｃ，Ｄは、式（２１），式（２２）により設定されてもよい。
【０１８０】
０≦τのとき、α＝γ
０＞τ＞−τlimのとき、α＝０
−τlim≧τのとき、α＝γ ・・・（１９）
【０１８１】
＋τlim≦τのとき、β＝γ
０≦τ＜＋τlimのとき、β＝０
０＞τのとき、β＝γ ・・・（２０）
【０１８２】
０≦τのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
０＞τ＞−τlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
−τlim≧τのとき、Ｃ＝＋γτ＋τlim ・・・（２１）
【０１８３】
＋τlim≦τのとき、Ｄ＝−γτlim−Ｔｐ’
０≦τ＜＋τlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
０＞τのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’ ・・・（２２）
【０１８４】
上記のように、第１，第２補正乗数α，βや、第１，第２トルク値Ｃ，Ｄが設定される場合、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃや、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、以下に示すようになる。
【０１８５】
トルクτが＋τlim（第２の閾値）以上である場合、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−γτlim−Ｔｐ’になる。この場合、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγになり、正の値になる。また、第３ギア１１には第１，第２モータ５，６の合成トルク２γτ−γτlimが生じ、合成トルク２γτ−γτlimが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１８６】
また、トルクτが、０よりも大きく、＋τlim（第２の閾値）よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０よりも大きい場合と同様の状況になる。
【０１８７】
また、トルクτが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'が与えられる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０である場合と同様の状況になる。
【０１８８】
また、トルクτが、０よりも小さく、−τlim（第１の閾値）よりも大きい場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０よりも小さい場合と同様の状況になる。
【０１８９】
また、トルクτが、−τlim（第１の閾値）以下である場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋γτlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−Ｔｐ’になる。この場合、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγになり、負の値になる。また、第３ギア１１には第１，第２モータ５，６の合成トルク２γτ＋γτlimが生じ、合成トルク２γτ＋γτlimが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１９０】
以上のように、トルクτが−τlim（第１の閾値）以下や＋τlim（第２の閾値）以上である場合には、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配は、正負が同一になる。よって、第１，第２ギア９，１０は、トルクを出し合い第３ギア１１の回転を加減速するように動作する。このため、負荷軸１２に回転を生じさせるトルクを、第１，第２モータ５，６の両者に分担させることができる。これにより第１，第２モータ５，６の個々に加えられる負荷を小さく抑えることができる。
【０１９１】
また、第１，第２補正乗数α，βは、式（２３），式（２４）により求められ、第１，第２のトルク値Ｃ，Ｄは、式（２５），式（２６）により設定されてもよい。
【０１９２】
＋τlim≦τのとき、α＝γ／２
０≦τ＜＋τlimのとき、α＝γ
０＞τ＞−τlimのとき、α＝０
−τlim≧τのとき、α＝γ／２ ・・・（２３）
【０１９３】
＋τlim≦τのとき、β＝γ／２
０≦τ＜＋τlimのとき、β＝０
０＞τ＞−τlimのとき、β＝γ
−τlim≧τのとき、β＝γ／２ ・・・（２４）
【０１９４】
＋τlim≦Ｖのとき、Ｃ＝（γ／２）×τlim＋Ｔｐ’
０≦τ＜＋τlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
０＞τ＞−τlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
−τlim≧τのとき、Ｃ＝（γ／２）×τlim＋Ｔｐ’ ・・・（２５）
【０１９５】
＋τlim≦τのとき、Ｄ＝−（γ／２）×τlim−Ｔｐ’
０≦τ＜＋τlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
０＞τ＞−τlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
−τlim≧τのとき、Ｄ＝−（γ／２）×τlim−Ｔｐ’ ・・・（２６）
【０１９６】
上記のように、第１，第２補正乗数α，βや、第１，第２トルク値Ｃ，Ｄが設定される場合、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃや、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、以下に示すようになる。
【０１９７】
トルクτが＋τlim（第３の閾値）以上である場合、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、（γ／２）×τ＋（γ／２）×τlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、（γ／２）×τ−（γ／２）×τlim−Ｔｐ’になる。この場合、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγ／２になり、正の値になる。また、第３ギア１１に生じる第１モータ５，６の合成トルクは、γτになる。
【０１９８】
また、トルクτが、０よりも大きく、＋τlim（第３の閾値）よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、−Ｔｐ’になり、第３ギア１１に生じる第１，第２モータ５，６の合成トルクは、γτになる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０よりも大きい場合と同様の状況になる。
【０１９９】
また、トルクτが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'が与えられる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０である場合と同様の状況になる。
【０２００】
また、トルクτが、０よりも小さく、−τlim（第４の閾値）よりも大きい場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−Ｔｐ’になり、第３ギア１１に生じる第１，第２モータ５，６の合成トルクは、γτになる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０よりも小さい場合と同様の状況になる。
【０２０１】
また、トルクτが、−τlim（第４の閾値）以下である場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、（γ／２）×τ＋（γ／２）×τlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、（γ／２）×τ−（γ／２）×τlim−Ｔｐ’になる。この場合、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγ／２になり、負の値になる。また、第３ギア１１に生じる第１モータ５，６の合成トルクは、γτになる。
【０２０２】
以上のように、トルクτが＋τlim（第３の閾値）以上や−τlim（第４の閾値）以下である場合には、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配の正負が同一になる。また、角速度Ｖのいずれの範囲においても、負荷軸１２に生じる合成トルクはγＶになり、該合成トルクと、速度指令が指示する角速度Ｖとの関係をリニアにすることができる。
【０２０３】
また、実施の形態１〜４に係る制御装置は、一般的なコンピュータ装置と同様のハードウェア構成により実現することが可能であり、図１０に示すように、例えば、制御部１００、主記憶部１１０、外部記憶部１２０、操作部１３０、及び入出力部１４０を備える。主記憶部１１０、外部記憶部１２０、操作部１３０、及び入出力部１４０は、システムバス１６０を介して、制御部１００に接続される。
【０２０４】
主記憶部１１０は、RAM(Random Access Memory)などのメインメモリであり、外部記憶部１２０に記憶されている制御プログラム３００をロードして、制御部１００の作業領域アとして用いられる。
【０２０５】
外部記憶部１２０は、フラッシュメモリ、ハードディスク、DVD-RAM(Digital Versatile Disk Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、磁気ディスク、半導体メモリなどの不揮発性メモリから構成される。外部記憶部１２０は、制御部１００に処理を行わせるための制御プログラム３００をあらかじめ記憶し、また、制御部１００の指示に従いデータを記憶する。
【０２０６】
制御部１００は、CPU(Central Processing Unit)などから構成され、外部記憶部１２０に記憶されている制御プログラム３００に従って、処理を実行する。
【０２０７】
入出力部１４０は、制御装置４，４２から第１，第２モータ５，６に電流値を出力するためのインターフェイスである。
【０２０８】
操作部１３０は、キーボード及びマウスなどのポインティングデバイスなどをシステムバス１６０に接続するインターフェース装置から構成される。ユーザは、操作部１３０を介して、第１補正乗数α、第２補正乗数β、第１向トルク発生値Ｃ、第２向トルク発生値Ｄ、−Ｖlim（第１の閾値）、＋Ｖlim（第２の閾値）、−τlim（第１の閾値）、及び＋τlim（第２の閾値）等を入力することが可能であり、操作部１３０を介して入力された情報は、制御部１００に供給される。
【０２０９】
実施の形態１〜４に係る制御装置の各構成部分の処理は、制御部１００、主記憶部１１０、外部記憶部１２０、操作部１３０、入出力部１４０などを資源として用いられることで実行される。その場合、制御部１００は、外部記憶部１２０に格納されている制御プログラム３００を、主記憶部１１０にロードし実行し、各部の動作を制御し上記の各機能を行わせることにより、制御装置４，４２をソフトウェア的に実現する。
【０２１０】
また、実施の形態１〜４に係る制御装置は、各構成部分の機能を実現する回路を込み込んだLSI(Large Scale Integration)などの電子回路として構成することができる。
【０２１１】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲において種々改変が可能である。
【０２１２】
例えば、第１補正乗数α、第２補正乗数β、第１向トルク発生値Ｃ、及び第２向トルク発生値Ｄは、第１〜第３ギア９〜１１のギア比等に基づき、任意の値に設定され得る。
【０２１３】
また、第１，第２モータ５，６の駆動を指示する指令値は、上記実施の形態に示す負荷軸の角速度Ｖやトルクτを示す指令に限られない。
【０２１４】
また、例えば、モータの駆動軸の位置を示す駆動指令が出力されてもよい。この場合、位置を示す値を条件として、モータの出力トルクを設定するための第１，第２補正乗数α，βが求められ、第１，第２補正乗数α，βに基づき、第１，第２モータ５，６の出力トルクが求められる。
【０２１５】
また、第１，第２補正乗数α，βを求めるために、指令値と実際値との誤差が取得されるようにしてもよい。この場合、該誤差を条件として第１補正乗数α，βが求められ、該補正乗数α，βに基づき、モータの出力トルクが求められる。
【０２１６】
また、実施の形態１〜４の制御装置における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウェア回路、またはプログラムされたコンピュータのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえばフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に伝送されて記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、装置の一機能としてその装置のソフトウェアに組み込まれてもよい。
【符号の説明】
【０２１７】
１，４０ 可動体
２ 角速度減算器
３ 速度指令出力部
４，４２ 制御装置
５ 第１モータ
５ａ，６ａ 駆動軸
６ 第２モータ
７ ギアボックス
８，４３ 駆動装置
９ 第１ギア
１０ 第２ギア
１１ 第３ギア
１２ 負荷軸
１３ 角速度検出器
１４ 第１角速度半減部
１５ 第２角速度半減部
１６，４４ 第１条件判断器
１７，４５ 第２条件判断器
１８ 第１増幅器
１９ 第２増幅器
２０，４６ 第１加算器
２１，４７ 第２加算器
２２ 第３増幅器
２３ 第４増幅器
４１ 電流制御信号出力部
４８ 第１ドライブユニット
４８ａ，４９ａ 電流帰還ループ
４９ 第２ドライブユニット
１００ 制御部
１１０ 主記憶部
１２０ 外部記憶部
１３０ 操作部
１４０ 入出力部
１６０ システムバス
３００ 制御プログラム
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ギアを介して負荷軸にトルクが伝達されるモータを制御する制御装置、制御方法、及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、モータで動力を得る可動体が開示されている。可動体は、第１，第２モータと、第１〜第３ギアと、速度指令部と、制御装置とを有する。第１ギアは第１モータの駆動軸に設けられる。第２ギアは第２モータの駆動軸に設けられる。第３ギアは、負荷軸に設けられて、第１，第２ギアと噛み合う。負荷軸は、第１，第２モータのトルクが第１〜第３ギアを介して伝達されることで回転し、これに伴い、可動体の駆動部が回転する。速度指令部は、負荷軸の角速度Ｖを指示する速度指令を出力する。制御装置は、角速度Ｖを用いる式（１），（２）に従って、第１，第２モータのトルクを制御する。
【０００３】
Ｔ１＝１／２×ｋ×Ｖ＋Ｔｐ ・・・（１）
【０００４】
Ｔ２＝１／２×ｋ×Ｖ−Ｔｐ ・・・（２）
【０００５】
式（１）によれば、第１モータのトルクは、速度指令が示す角速度Ｖに１／２と比例定数ｋとを乗じた値に、プリトルク＋Ｔｐが加算された値に制御される。式（２）によれば、第２モータのトルクは、速度指令が示す角速度Ｖに１／２と比例定数ｋとを乗じた値に、プリトルク−Ｔｐが加算された値に制御される。
【０００６】
上記のトルク制御によれば、速度指令が示す角速度Ｖの絶対値が、２Ｔｐ／ｋよりも小さい場合には、第１，第２モータの出力トルクの極性は、正負反対になる。このため、第１，第２ギアから第３ギアに伝達されるトルクの向きは逆向きになる。この場合、第３ギアは、大出力のモータに設けられたギアに従動して回転する。
【０００７】
例えば、第１モータが大出力のモータである場合、第３ギアは第１ギアに従動して回転する。また、小出力の第２モータに設けられる第２ギヤは、第３ギアに回転方向と反対方向のトルクを与える。これにより、第１ギアと第３ギアとは、隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギアに生じる第１，第２モータの合成トルクが、負荷軸に伝達されることで、負荷軸は回転する。
【０００８】
また、速度指令が示す角速度Ｖが０である場合には、第１モータと第２モータとに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ，−Ｔｐが与えられる。この場合、第１，第２モータの出力トルクの極性が正負反対であることで、第１ギアと第３ギアとの間や、第２ギアと第３ギアとの間にバックラッシュが生じない。また、第１，第２モータのトルクの絶対値が等しいことで、第１〜第３ギアは回転を停止する。また、第３ギアに生じる第１，第２モータの合成トルクが０になることで、負荷軸の回転が停止し、これに伴い、可動体の駆動部も回転を停止する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００１−５１７２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで上述のように、第３ギアが、大出力のモータに設けられたギアに従動する場合、小出力のモータのトルクは、第３ギアに伝達される大出力のモータのトルクを減退させ、第３ギアに生じる合成トルクを小さくする。特許文献１では、式（１），式（２）により、第１，第２モータのトルクが、速度指令が指示する角速度Ｖに比例する値に制御される。よって、角速度Ｖが大きくなることに応じて、小出力のモータのトルクの絶対値も大きくなる。このため、角速度Ｖが大きくなることに応じて、第３ギアに生じる合成トルクを効率よく高めて、負荷軸の角速度を速めることができない。
【００１１】
また、特許文献１は、第１，第２モータのトルクを角速度Ｖに比例する値に制御するものであるから、角速度Ｖが０である場合に、第１，第２モータのトルクは、絶対値が最小の値にならない。よって、特許文献１は、負荷軸の回転を停止させるために、第１，第２モータに必要以上のトルクを加えるため、エネルギーの無駄を生じさせる。
【００１２】
本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、モータの高効率なトルク制御を可能にして、エネルギーの無駄を小さく抑えることの可能な制御装置、制御方法、及びプログラム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】
【００１３】
本発明の観点に係る制御装置は、第１及び第２のモータからギアを介して一つの負荷軸に伝達されるトルクを制御する制御装置であり、第１条件判断器と、第２条件判断器と、第１加算値と、第２加算値とを備える。第１条件判断器は、モータの駆動指令が示す指令値が所定値以上になる場合に、第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが第１の勾配で変化し、指令値が前記所定値よりも小さい場合に、第１モータから負荷軸に伝達されるトルクが一定になるように、第１モータの制御値を設定するための第１補正乗数を求める。第２条件判断器は、指令値が所定値以上になる場合に、第２モータから負荷軸に伝達されるトルクが一定になり、指令値が所定値よりも小さい場合に、第２モータから負荷軸に伝達されるトルクが第１の勾配と正負が同一である第２の勾配で変化するように、第２モータの制御値を設定するための第２補正乗数を求める。第１加算値は、指令値に第１補正乗数を乗じた値と、負荷軸に第１の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、第１モータの制御値を求めて、該制御値を示す第１モータの駆動信号を出力する。第２加算器は、指令値に前記第２補正乗数を乗じた値と、負荷軸に前記第１の向きと相対向する第２の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、第２モータの制御値を求めて、該制御値を示す第２モータの駆動信号を出力する。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、モータの駆動指令が示す値に関わらず、小出力のモータのトルクを、一定にして、その絶対値を最小値にする制御が可能になる。よって、モータの駆動指令が示す値が変化することに応じて、ギアに生じる合成トルクを効率よく高め、負荷軸の角速度を速めることができる。これにより、モータの高効率なトルク制御が実現される。
【００１５】
また、負荷軸の回転を停止させるモータの駆動指令が出力された場合に、各モータのトルクの絶対値を最小の値に制御できる。よって、負荷軸の回転を停止させるため、モータに必要最低限のトルクを加えることが可能になる。これにより、エネルギーの無駄が生じない。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る可動体の構成を示すブロック図である。
【図２】ギアボックスに配置されるギアを示す概略図である。
【図３】実施の形態１において、速度指令が示す角速度と、負荷軸に生じるトルクとの関係を示すグラフである。
【図４】図２の対応図であり、速度指令が示す角速度が０である場合の第１〜第３ギアの状態を示す概略図である。
【図５】本発明の実施の形態２において、速度指令が示す角速度と、負荷軸に生じるトルクとの関係を示すグラフである。
【図６】図２の対応図であり、速度指令が示す角速度が、速度閾値以上である場合の第１〜第３ギアの状態を示す概略図である。
【図７】本発明の実施の形態３において、速度指令が示す角速度と、負荷軸に生じるトルクとの関係を示すグラフである。
【図８】本発明の実施の形態４に係る可動体の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態４において、電流制御信号が示すトルクと、負荷軸に生じるトルクとの関係を示すグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態１〜４に係る制御装置の物理的構成を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
（実施の形態１）
以下、本発明に係る実施の形態１を、図を参照しながら説明する。実施の形態１は、本発明に係る制御装置が、例えばクレーン車である可動体１に設けられる場合を示す。図１に示すように、可動体１は、角速度減算器２と、速度指令出力部３と、制御装置４と、第１モータ５と、第２モータ６と、ギアボックス７と、駆動装置８とを有する。以下、可動体１の各構成要素について説明する。
【００１８】
図２に示すように、ギアボックス７には、第１ギア９、第２ギア１０、第３ギア１１が配置される。第１ギア９は、第１モータ５の駆動軸５ａに設けられる。第２ギア１０は、第２モータ６の駆動軸６ａに設けられる。第１，第２ギア９，１０は、第３ギア１１と噛み合うように配置される。上記の噛み合いにより、第１，第２モータ５，６のトルクは、第１，第２ギア９，１０を介して第３ギア１１に伝達される。
【００１９】
図１に示すように、駆動装置８は、負荷軸１２と、角速度検出器１３とを有する。第３ギア１１は負荷軸１２に設けられる。負荷軸１２は、第１〜第３ギア９〜１１を介して第１，第２モータ５，６のトルクが伝達されることで回転し、この回転に伴い、可動体１の駆動部が回転する。角速度検出器１３は、負荷軸１２の角速度を検出して、該角速度の実際値Realを出力する。
【００２０】
角速度減算器２には、運転台（図示せず）から角速度Cmdを示す信号が入力され、角速度検出器１３から角速度の実際値Realを示す信号が入力される。角速度減算器２は、角速度Cmdと角速度の実際値Realとの偏差Errを求め、偏差Errを示す信号を出力する。
【００２１】
速度指令出力部３は、角速度減算器２が出力した信号が示す偏差Errに基づき、負荷軸１２に生じさせる角速度Ｖを求めて、角速度Ｖを指示する速度指令を出力する。
【００２２】
制御装置４は、第１，第２モータ５，６から第１〜第３ギア９〜１１を介して負荷軸１２に伝達されるトルクを制御する。
【００２３】
具体的には、制御装置４は、第１，第２モータ５，６の制御値として、第１，第２モータ５，６の出力トルクを式（３），式（４）より求め、該出力トルクを示す駆動信号を出力して、第１，第２モータ５，６で出力されるトルクを制御する。
【００２４】
Ｔ１＝αＶ＋Ｃ ・・・（３）
Ｔ２＝βＶ＋Ｄ ・・・（４）
【００２５】
式（３）によれば、速度指令が示す角速度Ｖに第１補正乗数αを乗じた値に、第１向トルク発生値Ｃを加算することで、第１モータ５の出力トルクＴ１（＝αＶ＋Ｃ）が求められる。式（４）によれば、角速度Ｖに第２補正乗数βを乗じた値に、第２向トルク発生値Ｄを加算することで、第２モータ６の出力トルクＴ２（＝βＶ＋Ｄ）が求められる。
【００２６】
第１向トルク発生値Ｃは、負荷軸１２に第１の向きのトルクを発生させるための値であり、正の値＋Ｔｐに設定される。第２向トルク発生値Ｄは、負荷軸１２に第１の向きと相対向する第２の向きのトルクを発生させための値であり、負の値−Ｔｐ'に設定される。
【００２７】
また、第１，第２向トルク発生値Ｃ，Ｄは、絶対値が等しく設定される。これは、角速度Ｖが０である場合に、負荷軸１２の回転を停止させることを目的とする。なお、トルク値Ｃ，Ｄの絶対値は、摩擦トルクや風損などに起因した粘性トルクに基づき設定される。
【００２８】
制御装置４は、式（３），式（４）の演算を行うための構成として、図１に示すように、第１条件判断器１６と、第２条件判断器１７と、第１増幅器１８と、第２増幅器１９と、第１加算器２０と、第２加算器２１とを有する。
【００２９】
また、制御装置４は、式（３），式（４）の演算値に対応する電流を第１，第２モータ５，６に生じさせる構成として、第３増幅器２２と、第４増幅器２３とを有する。以下、制御装置４の各構成要素について説明する。
【００３０】
速度指令出力部３が出力した速度指令は、第１条件判断器１６と、第２条件判断器１７と、第１増幅器１８と、第２増幅器１９とに入力される。
【００３１】
第１条件判断器１６は、速度指令が指示する角速度Ｖを条件として、第１モータ５の制御値を設定するための第１補正乗数αを求めて、第１補正乗数αを示す信号を出力する。
【００３２】
角速度Ｖが０以上である場合、第１補正乗数αは、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクを第１の勾配γで変化させる値で求められる。また、角速度Ｖが０よりも小さい場合、第１補正乗数αは、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクを一定にさせる値で求められる。
【００３３】
具体的には、第１補正乗数αは、角速度Ｖを条件とする式（５）により求められる。式（５）によれば、角速度Ｖが０以上である場合には、第１補正乗数αはγ（第１の値）で求められる。また、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、第１補正乗数αは０で求められる。
【００３４】
０≦Ｖのとき、α＝γ
０＞Ｖのとき、α＝０ ・・・（５）
【００３５】
第１増幅器１８は、速度指令が示す角速度Ｖに、第１条件判断器１６が出力した第１補正乗数αを乗じた値αＶを求めて、該演算値αＶを示す第１トルク指令を出力する。
【００３６】
角速度Ｖが０以上である場合には、α＝γであることで、演算値αＶはγＶで求められる。角速度Ｖが０よりも小さい場合には、α＝０であるため、演算値αＶは０で求められる。
【００３７】
第１加算器２０は、第１トルク指令が示す値αＶ（γＶ或いは０）と、第１向トルク発生値Ｃである＋Ｔｐ’（第１のトルク値）とを加算することで、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃを求める。
【００３８】
角速度Ｖが０以上である場合には、出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ'で求められる。角速度Ｖが０よりも小さい場合には、出力トルクαＶ＋Ｃは、０＋Ｔｐ’の計算から、＋Ｔｐ'で求められる。
【００３９】
さらに、第１加算器２０は、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃを示す第１モータ５の駆動信号を出力する。
【００４０】
第３増幅器２２は、第１モータ５の駆動信号が示す出力トルクαＶ＋Ｃを、電流値に変換して、第１モータ５に出力する。これにより、第１モータ５の電機子に流れる電流が上記の電流値になり、第１加算器２０が求めたトルクαＶ＋Ｃが、第１モータ５で出力される。このトルクαＶ＋Ｃは、第１，第３ギア９，１１を介して負荷軸１２に伝達される。
【００４１】
第２条件判断器１７は、速度指令が指示する角速度Ｖを条件として、第２モータ６の制御値を設定するための第２補正乗数βを求めて、第２補正乗数βを示す信号を出力する。
【００４２】
角速度Ｖが０以上である場合には、第２補正乗数βは、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクを、一定にさせる値で求められる。また、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、第２補正乗数βは、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクを、第２の勾配γで変化させる値で求められる。
【００４３】
具体的には、第２補正乗数βは、角速度Ｖを条件とする式（６）により求められる。式（６）によれば、角速度Ｖが０以上である場合には、第２補正乗数βは０で求められる。また、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、第２補正乗数βはγ（第２の値）で求められる。
【００４４】
０≦Ｖのとき、β＝０
０＞Ｖのとき、β＝γ ・・・（６）
【００４５】
また、角速度Ｖが０以上である場合に、第１補正乗数αとして求められる第１の値γと、角速度Ｖが０よりも小さい場合に、第２補正乗数βとして求められる第２の値γとは、正負が同一（いずれも正の値）に設定される。これは、角速度Ｖが正である場合に、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクの勾配（第１の勾配）と、角速度Ｖが負である場合に、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクの勾配（第２の勾配）との正負を、同一にすることを目的とする。
【００４６】
また、第１補正乗数αとして求められる第１の値γと、第２補正乗数βとして求められる第２の値γとは、絶対値が等しく設定される。これは、角速度Ｖが正である場合と、角速度Ｖが負である場合とで、第１，第２モータ５，６から負荷軸１２に伝達されるトルクの傾きの絶対値を同一にすることを目的とする。なお、上述の傾きの絶対値は、必ずしも同一にされる必要はない。よって、第１の値と第２の値とは、必ずしも絶対値が等しくなくてもよい。
【００４７】
第２増幅器１９は、速度指令が示す角速度Ｖに、第２条件判断器１７が出力した第２補正乗数βを乗じた値βＶを求めて、該演算値βＶを示す第２トルク指令を出力する。
【００４８】
角速度Ｖが０以上である場合には、β＝０であることで、演算値βＶは０で求められる。また、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、β＝γであることで、演算値βＶはγＶで求められる。
【００４９】
第２加算器２１は、第２トルク指令が示す値βＶ（０或いはγＶ）と、第２向トルク発生値Ｄである−Ｔｐ’（第２のトルク値）とを加算することで、第２のモータ６の出力トルクβＶ＋Ｄを求める。
【００５０】
角速度Ｖが０以上である場合には、出力トルクβＶ＋Ｄは、０−Ｔｐ’の計算から、−Ｔｐ’で求められる。角速度Ｖが０よりも小さい場合には、出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ'で求められる。
【００５１】
さらに、第２加算器２１は、上記第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄを示す第２モータ６の駆動信号を出力する。
【００５２】
第４増幅器２３は、上記第２モータ６の駆動信号が示す出力トルクβＶ＋Ｄを、電流値に変換して、第２モータ６に出力する。これにより、第２モータ６の電機子に流れる電流が上記の電流値になり、第２加算器２１が求めたトルクβＶ＋Ｄが、第２モータ６で出力される。このトルクβＶ＋Ｄは、第２，第３ギア１０，１１を介して負荷軸１２に伝達される。
【００５３】
制御装置４の制御によれば、図３に示すように、速度指令が示す角速度Ｖが０よりも大きい場合、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ'になり、第１の勾配γで値が変化する。また、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、−Ｔｐ'になる。
【００５４】
この場合、第１モータ５のトルクγＶ＋Ｔｐ'は、正の値を示し、第２モータ６のトルク−Ｔｐ'は、負の値を示す。よって、図２の矢印に示すように、第１，第２ギア９，１０から第３ギア１１に伝達されるトルクの向きは逆向きになる。また、第１モータ５の出力トルクγＶ＋Ｔｐ'は、第２モータ６の出力トルク−Ｔｐ'よりも絶対値が大きい。このため、第３ギア１１は、第１ギア９に従動して回転する。また、第２ギヤ１０が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク−Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は、第１ギア９と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００５５】
また、図３に示すように、速度指令が示す角速度Ｖが０よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、＋Ｔｐ'になる。また、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ'になり、第２の勾配γで値が変化する。
【００５６】
この場合、第１モータ５のトルク＋Ｔｐ'が正の値で、第２モータ６のトルクγＶ−Ｔｐ'が負の値であるため、第１，第２ギア９，１０から第３ギア１１に伝達されるトルクの向きは逆向きになる。また、第２モータ６の出力トルクγＶ−Ｔｐ'は、第１モータ５の出力トルク＋Ｔｐ'よりも絶対値が大きい。よって、第３ギア１１は、第２ギア１０に従動して回転し、この回転方向は、図２に示す方向と逆になる。また、第１ギヤ９が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第２ギア１０と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが、負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００５７】
角速度Ｖが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'（第１，第２トルク値Ｃ，Ｄ）が与えられる。よって、図４の矢印に示すように、第１，第２モータ５，６から第１，２ギア９，１０に伝達されるトルクの極性が正負反対になる。このため、第１ギア９と第３ギア１１との間にバックラッシュ、或いは、第２ギア１０と第３ギア１１との間にバックラッシュが生じない。また、第１，第２モータ５，６のトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'の絶対値が等しいことで、第１〜第３ギア９〜１１は回転を停止する。また、第３ギア１１に生じる第１，第２モータ５，６の合成トルクが０であることで、負荷軸１２の回転が停止し、これに伴い、可動体１の駆動部も回転を停止する。
【００５８】
本実施の形態によれば、速度指令が示す角速度Ｖが０以外である場合には、第３ギア１１に回転方向とは逆方向のトルクを与える小出力のモータは、角速度Ｖに応じてトルクが変化せず、そのトルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。
【００５９】
すなわち、図３に示すように、角速度Ｖが０よりも大きい場合には、上記逆方向のトルクを与える小出力の第２モータ６は、トルクが−Ｔｐ'で一定になることで、角速度Ｖに応じてトルクが変化せず、トルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。
【００６０】
また、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、上記逆方向のトルクを与える小出力の第１モータ５は、トルクが＋Ｔｐ'で一定になることで、角速度Ｖに応じてトルクが変化せず、トルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。
【００６１】
以上述べたように、本実施の形態によれば、速度指令が示す角速度Ｖが０以外である場合には、小出力のモータのトルクは、角速度Ｖの値に関わらず一定とされ、また、その絶対値も小さくなる。よって、速度指令が示す角速度Ｖの絶対値が大きくなることに応じて、第３ギア１１に生じる合成トルクを効率よく高めて、負荷軸１２の角速度を速めることができる。これにより、モータの高効率なトルク制御が実現される。
【００６２】
また、速度指令が示す角速度Ｖが０である場合、第１，第２モータ５，６のトルクは、それぞれ、＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'になることで、トルクの絶対値がいずれも最小の値Ｔｐ'になる。よって、負荷軸１２の回転を停止させるために、第１，第２モータ５，６に必要最低限のトルクを加えることが可能になる。このため、エネルギーの無駄が生じない。
【００６３】
また一般に、モータの出力誤差は、モータの出力トルクが変化する場合に大きくなる。本実施の形態によれば、第１，第２モータ５，６のうち、小出力のモータはトルク値が一定（＋Ｔｐ'或いは−Ｔｐ'）とされる。よって、出力誤差による影響の大きな低速域で、第１，第２モータ５，６の出力誤差の合計を小さく抑えて、負荷軸１２を回転させる合成トルクの精度を高めることができる。
【００６４】
（実施の形態２）
次に、本発明に係る実施の形態２について説明する。実施の形態２は、第１，第２補正乗数α，βが求める方法が、実施の形態１と異なる。
【００６５】
実施の形態２では、第１条件判断器１６は、式（７）により、第１補正乗数αを求めて、第１補正乗数αを示す信号を出力する。
【００６６】
０≦Ｖのとき、α＝γ
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、α＝０
−Ｖlim≧Ｖのとき、α＝γ ・・・（７）
【００６７】
式（７）によれば、速度指令が指示する角速度Ｖが０以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim（第１の閾値）以下である場合には、第１補正乗数αは、γ（第１の値）で求められる。
【００６８】
角速度Ｖが０よりも小さく−Ｖlim（第１の閾値）よりも大きい場合には、第１補正乗数αは、０で求められる。
【００６９】
第１増幅器１８は、速度指令が示す角速度Ｖに、第１条件判断器１６が出力した第１補正乗数αを乗じた値αＶを求めて、演算値αＶを示す第１トルク指令を出力する。
【００７０】
角速度Ｖが０以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim以下である場合には、α＝γであることで、演算値αＶは、γＶで求められる。
【００７１】
角速度Ｖが０よりも小さく−Vlimよりも大きい場合には、α＝０であることで、演算値αＶは、０で求められる。
【００７２】
第１加算器２０は、第１トルク指令が示す値αＶと、第１向トルク発生値Ｃとを加算することで、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃを求めて、出力トルクαＶ＋Ｃを示す第１モータ５の駆動信号を出力する。本実施の形態では、第１向トルク発生値Ｃは、式（８）により設定される。
【００７３】
０≦Ｖのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
−Ｖlim≧Ｖのとき、Ｃ＝＋γＶlim＋Ｔｐ’ ・・・（８）
【００７４】
角速度Ｖが、０以上である場合、第１向トルク発生値Ｃは、＋Ｔｐ’に設定される。
よって、出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ’で求められる。
【００７５】
角速度Ｖが０よりも小さく−Vlimよりも大きい場合には、第１向トルク発生値Ｃは、＋Ｔｐ’に設定される。出力トルクαＶ＋Ｃは、０＋Ｔｐ’の計算から、＋Ｔｐ’で求められる。
【００７６】
角速度Ｖが−Ｖlim以下である場合、第１向トルク発生値Ｃは、＋γＶlim＋Ｔｐ’に設定される。よって、出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋γＶlim＋Ｔｐ’で求められる。
【００７７】
第３増幅器２２は、上記第１モータ５の駆動信号が示す出力トルクαＶ＋Ｃを、電流値に変換して、第１モータ５に出力する。これにより、第１加算器２０が求めたトルクαＶ＋Ｃが、第１モータ５で出力される。
【００７８】
第２条件判断器１７は、速度指令が指示する角速度Ｖを条件とする式（９）により、第２補正乗数βを求めて、第２補正乗数βを示す信号を出力する。
【００７９】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、β＝γ
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、β＝０
０＞Ｖのとき、β＝γ ・・・（９）
【００８０】
角速度Ｖが＋Ｖlim（第２の閾値）以上である場合、或いは、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、第２補正乗数βは、γ（第２の値）で求められる。
【００８１】
角速度Ｖが０以上で、＋Ｖlim（第２の閾値）よりも小さい場合には、第２補正乗数βは、０で求められる。
【００８２】
第２増幅器１９は、速度指令が示す角速度Ｖに、第２条件判断器１７が出力した第２補正乗数βを乗じた値βＶを求めて、該演算値βＶを示す第２トルク指令を出力する。
【００８３】
角速度Ｖが＋Ｖlim以上である場合、或いは、角速度Ｖが０よりも小さい場合には、演算値βＶは、γＶで求められる。
【００８４】
角速度Ｖが、０以上で、＋Vlimよりも小さい場合には、β＝０であることで、演算値βＶは、０で求められる。
【００８５】
第２加算器２１は、第１トルク指令が示す値βＶと、式（１０）で得られる第２向トルク発生値Ｄとを加算することで、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄを求めて、出力トルクβＶ＋Ｄを示す第２モータ６の駆動信号を出力する。本実施の形態では、第１向トルク発生値Ｃは、式（１０）により設定される。
【００８６】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、Ｄ＝−γＶlim−Ｔｐ’
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
０＞Ｖのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’ ・・・（１０）
【００８７】
角速度Ｖが、＋Ｖlim以上である場合、第２向トルク発生値Ｄは、−γＶlim−Ｔｐ’に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−γＶlim−Ｔｐ’で求められる。
【００８８】
角速度Ｖが０以上であり−Vlimよりも大きい場合には、第２向トルク発生値Ｄは−Ｔｐ’に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、０−Ｔｐ’の計算から、−Ｔｐ’で求められる。
【００８９】
角速度Ｖが０よりも小さい場合、第２向トルク発生値Ｄは−Ｔｐ’に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ’で求められる。
【００９０】
第４増幅器２３は、上記第２モータ６の駆動信号が示す出力トルクを、電流値に変換して、第２モータ６に出力する。これにより、第２加算器２１が求めたトルクが、第２モータ６で出力される。
【００９１】
実施の形態２の制御によれば、図５に示すように、速度指令が指示する角度Ｖが、＋Ｖlim（第２の閾値）以上である場合、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−γＶlim−Ｔｐ’になる。よって、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγになり、正の値になる。このため、図６の矢印に示すように、第１，第２ギア９，１０は、トルクを出し合い第３ギア１１の回転を加減速するように動作する。また、第３ギア１１には第１，第２モータ５，６の合成トルク２γＶ−γＶlimが生じ、合成トルク２γＶ−γＶlimが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００９２】
また、図５に示すように、角速度Ｖが、０よりも大きく、＋Vlim（第２の閾値）よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態１で角速度Ｖが０よりも大きい場合と同様の状況になる。よって、第３ギア１１は、第１ギア９に従動して回転する。また、第２ギヤ１０が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第１ギア９と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００９３】
角速度Ｖが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'が与えられる。よって、実施の形態１で、角速度Ｖが０になる場合と同様、第１ギア９と第３ギア１１との間にバックラッシュ、或いは、第２ギア１０と第３ギア１１との間にバックラッシュが生じない。また、第１，第２モータ５，６の合成トルクが０になることで、負荷軸１２の回転が停止する。
【００９４】
また、角速度Ｖが、０よりも小さく、−Ｖlim（第１の閾値）よりも大きい場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態１で角速度Ｖが０よりも小さい場合と同様の状況になる。よって、第３ギア１１は、第２ギア１０に従動して回転する。また第１ギヤ９が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第２ギア１０と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００９５】
また、角速度Ｖが、−Ｖlim（第１の閾値）以下である場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋γＶlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ’になる。よって、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγになり、負の値になる。このため、第１，第２ギア９，１０は、トルクを出し合い第３ギア１１の回転を加減速するように動作する。また、第３ギア１１には第１，第２モータ５，６の合成トルク２γＶ＋γＶlimが生じ、合成トルク２γＶ＋γＶlimが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【００９６】
本実施の形態によれば、速度指令が指示する角速度Ｖが−Ｖlim（第１の閾値）以下や＋Ｖlim（第２の閾値）以上である場合には、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配は、正負が同一になる。このため、負荷軸１２に回転を生じさせるトルクを、第１，第２モータ５，６の両者に分担させることができる。よって、第１，第２モータ５，６の個々に加えられる負荷を小さく抑えることができる。
【００９７】
また、角速度Ｖが０よりも大きく＋Ｖlimよりも小さい場合や、角速度Ｖが０よりも小さく−Ｖlimよりも大きい場合には、第３ギア１１に回転方向とは逆方向のトルクを与える小出力のモータは、角速度Ｖに応じてトルクが変化せず、そのトルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。よって、角速度Ｖの絶対値が大きくなることに応じて、第３ギア１１に生じる合成トルクを効率よく高めて、負荷軸１２の角速度を速めることができる。
【００９８】
また、小出力のモータのトルク値が一定とされることで、実施の形態１と同様、出力誤差による影響の大きな低速域で、第１，第２モータ５，６の出力誤差の合計を小さく抑えて、負荷軸１２を回転させる合成トルクの精度を高めることができる。
【００９９】
また、角速度Ｖが０である場合、第１，第２モータ５，６のトルクは、それぞれ、＋Ｔｐ，−Ｔｐになることで、トルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。よって、負荷軸１２の回転を停止させるために、第１，第２モータ５，６に必要最低限のトルクを加えることが可能になる。
【０１００】
（実施の形態３）
次に、本発明に係る実施の形態３について説明する。実施の形態３は、実施の形態２の変形例であり、速度指令が指示する角速度Ｖと、負荷軸１２に生じる合成トルクとがリニアな関係になるように、第１，第２補正乗数α，βや第１，第２のトルク値Ｃ，Ｄが求められる。
【０１０１】
実施の形態３では、第１条件判断器１６は、式（１１）により、第１補正乗数αを求めて、第１補正乗数αを示す信号を出力する。
【０１０２】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、α＝γ／２
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、α＝γ
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、α＝０
−Ｖlim≧Ｖのとき、α＝γ／２ ・・・（１１）
【０１０３】
式（７）によれば、速度指令が指示する角速度Ｖが０以上で、＋Ｖlim（第３の閾値）よりも小さい場合には、第１補正乗数αは、γ（第１の値）で求められる。
【０１０４】
角速度Ｖが０よりも小さく、−Ｖlim（第４の閾値）よりも大きい場合には、第１補正乗数αは、０で求められる。
【０１０５】
角速度Ｖが＋Ｖlim（第３の閾値）以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim（第４の閾値）以下である場合には、第１補正乗数αは、γ／２（第３の値）で求められる。γ／２（第３の値）は、γ（第１の値）と正負が同一であり、絶対値が、０よりも大きく、γ（第１の値）よりも小さい。
【０１０６】
式（１１）で使用される＋Ｖlim，−Ｖlim（第３，第４の閾値）は、例えば、正負が反対で、絶対値が等しく設定される。なお、絶対値については必ずしも等しくなくてもよい。また、＋Ｖlim，−Ｖlim（第３，第４の閾値）は、後述の式（１２），式（１３），式（１４）で、第１，２向トルク発生値Ｃ、第２補正乗数β、第２向トルク発生値Ｄを求めるためにも使用される。
【０１０７】
第１増幅器１８は、速度指令が示す角速度Ｖに、第１条件判断器１６が出力した第１補正乗数αを乗じた値αＶを求めて、演算値αＶを示す第１トルク指令を出力する。
【０１０８】
角速度Ｖが、０以上で、＋Vlimよりも小さい場合には、α＝γであることで、演算値αＶは、γＶで求められる。
【０１０９】
角速度Ｖが、０よりも小さく、−Vlimよりも大きい場合には、α＝０であることで、演算値αＶは、０で求められる。
【０１１０】
角速度Ｖが、＋Ｖlim以上である場合、或いは、角速度Ｖが、−Ｖlim以下である場合には、α＝γ／２であることで、演算値αＶは、（γ／２）×Ｖで求められる。
【０１１１】
第１加算器２０は、第１トルク指令が示す値αＶと、第１向トルク発生値Ｃとを加算することで、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃを求めて、出力トルクαＶ＋Ｃを示す第１モータ５の駆動信号を出力する。本実施の形態では、第１向トルク発生値Ｃは、式（１２）により設定される。
【０１１２】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、Ｃ＝（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
−Ｖlim≧Ｖのとき、Ｃ＝（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’ ・・・（１２）
【０１１３】
角速度Ｖが、０以上で、＋Vlimよりも小さい場合、第１向トルク発生値は、＋Ｔｐ’（第１のトルク値）に設定される。よって、出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ’で求められる。
【０１１４】
角速度Ｖが、０よりも小さく、−Vlimよりも大きい場合には、第１向トルク発生値Ｃは、＋Ｔｐ’（第１のトルク値）に設定される。よって、出力トルクαＶ＋Ｃは、０＋Ｔｐ’の計算から、＋Ｔｐ’で求められる。
【０１１５】
角速度Ｖが、＋Ｖlim以上である場合、或いは、角速度Ｖが、−Ｖlim以下である場合には、第１向トルク発生値Ｃは、（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’（第３のトルク値）に設定される。よって、出力トルクαＶ＋Ｃは、（γ／２）×Ｖ＋（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’で求められる。
【０１１６】
なお、（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’（第３のトルク値）は、γ（第１の値）からγ／２（第３の値）を差し引いた差分（γ／２）と、＋Ｖlim（第３の閾値）との乗数（γ／２×Ｖlim）に、＋Ｔｐ’（第１のトルク値）を加算した値である。
【０１１７】
第３増幅器２２は、上記第１モータ５の駆動信号が示す出力トルクαＶ＋Ｃを、電流値に変換して、第１モータ５に出力する。これにより、第１加算器２０が求めたトルクαＶ＋Ｃが、第１モータ５で出力される。
【０１１８】
第２条件判断器１７は、速度指令が指示する角速度Ｖを条件とする式（１３）により、第２補正乗数βを求めて、第２補正乗数βを示す信号を出力する。
【０１１９】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、β＝γ／２
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、β＝０
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、β＝γ
−Ｖlim≧Ｖのとき、β＝γ／２ ・・・（１３）
【０１２０】
角速度Ｖが０以上で、＋Ｖlim（第３の閾値）よりも小さい場合には、第２補正乗数βは、０で求められる。
【０１２１】
角速度Ｖが０よりも小さく、−Ｖlim（第４の閾値）よりも大きい場合には、第２補正乗数βは、γ（第２の値）で求められる。
【０１２２】
角速度Ｖが＋Ｖlim（第３の閾値）以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim（第４の閾値）以下である場合には、第２補正乗数βは、γ／２（第４の値）で求められる。γ／２（第４の値）は、γ（第２の値）と正負が同一であり、絶対値が、０より大きく、γ（第２の値）よりも小さい。
【０１２３】
また本実施の形態では、式（１１）に示したように、０≦Ｖ＜＋Ｖlimである場合に、第１補正乗数αとして求められるγ（第１の値）と、０＞Ｖ＞−Ｖlimである場合に、第２補正乗数βとして求められるγ（第２の値）とは、同一の値とされる。
【０１２４】
また、＋Ｖlim≦Ｖである場合、或いは、−Ｖlim≧Ｖである場合に、第１補正乗数αとして求められる１／２γ（第３の値）と、第２補正乗数βとして求められる１／２γ（第４の値）との合計は、第１，第２の値γに一致する。
【０１２５】
第２増幅器１９は、速度指令が示す角速度Ｖに、第２条件判断器１７が出力した第２補正乗数βを乗じた値βＶを求めて、該演算値βＶを示す第２トルク指令を出力する。
【０１２６】
角速度Ｖが、０以上で、＋Vlimよりも小さい場合には、β＝０であることで、演算値βＶは、０で求められる。
【０１２７】
角速度Ｖが、０よりも小さく、−Vlimよりも大きい場合には、β＝γであることで、演算値βＶは、γＶで求められる。
【０１２８】
角速度Ｖが＋Ｖlim以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim以下である場合には、β＝γ／２であることで、演算値βＶは、（γ／２）×Ｖで求められる。
【０１２９】
第２加算器２１は、第１トルク指令が示す値αＶと、第２向トルク発生値Ｄとを加算することで、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄを求めて、出力トルクβＶ＋Ｄを示す第２モータ６の駆動信号を出力する。本実施の形態では、第２向トルク発生値Ｄは、式（１４）により設定される。
【０１３０】
＋Ｖlim≦Ｖのとき、Ｄ＝−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’
０≦Ｖ＜＋Ｖlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
０＞Ｖ＞−Ｖlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
−Ｖlim≧Ｖのとき、Ｄ＝−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’ ・・・（１４）
【０１３１】
角速度Ｖが、０以上で、＋Vlimよりも小さい場合、第２向トルク発生値は、−Ｔｐ’（第２のトルク値）に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、０−Ｔｐ’の計算から、−Ｔｐ’で求められる。
【０１３２】
角速度Ｖが、０よりも小さく、−Vlimよりも大きい場合には、第２向トルク発生値Ｄは、−Ｔｐ’（第２のトルク値）に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ’で求められる。
【０１３３】
角速度Ｖが＋Ｖlim以上である場合、或いは、角速度Ｖが−Ｖlim以下である場合には、第２向トルク発生値Ｄは、−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’（第４のトルク値）に設定される。よって、出力トルクβＶ＋Ｄは、（γ／２）×Ｖ−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’で求められる。
【０１３４】
−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’（第４のトルク値）は、γ（第２の値）からγ／２（第４の値）を差し引いた差分（γ／２）と、−Ｖlim（第４の閾値）との乗数（−（γ／２）×Ｖlim）に、−Ｔｐ’（第２のトルク値）を加算した値である
【０１３５】
第４増幅器２３は、上記第２モータ６の駆動信号が示す出力トルクを、電流値に変換して、第２モータ６に出力する。これにより、第２加算器２１が求めたトルクが、第２モータ６で出力される。
【０１３６】
制御装置３１の制御によれば、図７に示すように、速度指令が指示する角度Ｖが、＋Ｖlim（第３の閾値）以上である場合、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、（γ／２）×Ｖ＋（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、（γ／２）×Ｖ−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’になる。よって、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγ／２になり、正の値になる。また、第３ギア１１には第１モータ５，６の合成トルクγＶが生じ、合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１３７】
また、角速度Ｖが、０よりも大きく、＋Vlim（第３の閾値）よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、γＶ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態１で角速度Ｖが０よりも大きい場合と同様の状況になり、第３ギア１１は、第１ギア９に従動して回転する。また、第２ギヤ１０が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第１ギア９と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１３８】
角速度Ｖが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'が与えられる。よって、実施の形態１で、角速度Ｖが０になる場合と同様、第１ギア９と第３ギア１１との間にバックラッシュ、或いは、第２ギア１０と第３ギア１１との間にバックラッシュが生じない。また、第１，第２モータ５，６の合成トルクが０になることで、負荷軸１２の回転が停止する。
【０１３９】
また、角速度Ｖが、０よりも小さく、−Ｖlim（第４の閾値）よりも大きい場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、γＶ−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態１で角速度Ｖが０よりも小さい場合と同様の状況になる。よって、第３ギア１１は、第２ギア１０に従動して回転する。また第１ギヤ９が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第２ギア１０と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１４０】
また、角速度Ｖが、−Ｖlim（第４の閾値）以下である場合には、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、（γ／２）×Ｖ＋（γ／２）×Ｖlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、（γ／２）×Ｖ−（γ／２）×Ｖlim−Ｔｐ’になる。よって、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγ／２になり、正の値になる。また、第３ギア１１には第１，第２モータ５，６の合成トルクγＶが生じ、合成トルクγＶが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１４１】
本実施の形態によれば、トルクτが＋τlim（第３の閾値）以上や−τlim（第４の閾値）以下である場合に、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配の正負を同一にすることができる。また、角速度Ｖのいずれの範囲においても、負荷軸１２に生じる合成トルクがγＶになることで、該合成トルクγＶと、速度指令が指示する角速度Ｖとの関係をリニアにすることができる。
【０１４２】
（実施の形態４）
次に、本発明に係る実施の形態４を説明する。実施の形態４は、本発明に係る制御装置が、例えば大型アンテナである可動体４０に設けられる場合を示す。図８に示すように、可動体４０は、電流制御信号出力部４１と、制御装置４２と、第１モータ５と、第２モータ６と、ギアボックス７と、駆動装置４３とを有する。
【０１４３】
第１モータ５、第２モータ６、及びギアボックス７の構成は、実施の形態１と同様である。駆動装置４３は、図１に示す駆動装置８から、角速度検出器１３が省略されたものである。実施の形態３も、実施の形態１と同様、第１，第２モータ５，６のトルクが第１〜第３ギア９〜１１を介して負荷軸１２に伝達される。これにより、負荷軸１２に回転が生じて、これに伴い、可動体４０の駆動部が回転する。
【０１４４】
電流制御信号出力部４１は、例えば運転台に設置され、第１，第２モータ５，６の合計トルクτに応じた電流値を示す電流制御信号を出力する。
【０１４５】
制御装置４２は、式（１５），式（１６）により第１，第２モータ５，６の出力トルクを求める。式（１５）によれば、トルクτに第１補正乗数αを乗じた値に、第１向トルク発生値Ｃを加算することで、第１モータ５の出力トルクＴ１が求められる。式（１２）によれば、トルクτに第２補正乗数βを乗じた値に、第２向トルク発生値Ｄを加算することで、第２モータ６の出力トルクＴ２が求められる。
【０１４６】
Ｔ１＝ατ＋Ｃ ・・・（１５）
Ｔ２＝βτ＋Ｄ ・・・（１６）
【０１４７】
第１向トルク発生値Ｃ，Ｄは、実施の形態１と同様、それぞれ＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'（第１，第２のトルク値）に設定され、正負が反対で、絶対値が等しいものとされる。
【０１４８】
制御装置４２は、式（１５），式（１６）の演算を行うための構成として、第１条件判断器４４と、第２条件判断器４５と、第１加算器４６と、第２加算器４７とを有する。
【０１４９】
さらに、制御装置４２は、第１，第２モータ５，６の電流子で流れる電流を制御して、式（１５），式（１６）の演算で求めたトルクを生じさせる構成として、第１ドライブユニット４８と、第２ドライブユニット４９とを有する。以下、制御装置４２の各構成要素について説明する。
【０１５０】
第１条件判断器４４は、電流制御信号が示す電流値に応じたトルクτを条件として、第１補正乗数αを求めて、第１補正乗数αを示す信号を出力する。
【０１５１】
トルクτが０以上である場合、第１補正乗数αは、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクを第１の勾配γで変化させる値で求められる。また、トルクτが０よりも小さい場合、第１補正乗数αは、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクを一定にさせる値で求められる。
【０１５２】
具体的には、第１補正乗数αは、トルクτを条件とする式（１７）により求められる。式（１７）によれば、トルクτが０以上である場合には、第１補正乗数αはγ（第１の値）で求められる。トルクτが０よりも小さい場合には、第１補正乗数αは０で求められる。
【０１５３】
０≦τのとき、α＝γ
０＞τのとき、α＝０ ・・・（１７）
【０１５４】
第１加算器４６は、トルクτに、第１条件判断器４４が出力した第１補正乗数αを乗じた値ατを求める。トルクτが０以上である場合には、α＝γであることで、演算値ατはγτで求められる。トルクτが０よりも小さい場合には、α＝０であるため、演算値ατは０で求められる。
【０１５５】
さらに、第１加算器４６は、演算値ατに、第１のトルク値Ｃである＋Ｔｐ’を加算することで、第１モータ５の出力トルクを求める。
【０１５６】
トルクτが０以上である場合には、出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋Ｔｐ'で求められる。トルクτが０よりも小さい場合には、出力トルクατ＋Ｃは、０＋Ｔｐ’の計算から、＋Ｔｐ'で求められる。
【０１５７】
さらに、第１加算器４６は、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃを示す第１モータ５の駆動信号を出力する。
【０１５８】
第１ドライブユニット４８は、第１モータ５の駆動信号に基づき、第１モータ５の電流子に流す電流を制御する。これにより、第１モータ５では、第１加算器４６が求めたトルクατ＋Ｃが出力される。このトルクατ＋Ｃは、第１，第３ギア９，１１を介して負荷軸１２に伝達される。
【０１５９】
また、第１ドライブユニット４８は、電流帰還ループ４８ａを構成し、これに応じて、第１モータ５の電機子電流を制御する。よって、第１モータ５のトルクは、第１加算器４６が演算した値ατ＋Ｃに維持される。
【０１６０】
第２条件判断器４５は、電流制御信号が示す電流値に応じたトルクτを条件として、第２補正乗数βを求めて、第２補正乗数βを示す信号を出力する。
【０１６１】
トルクτが０以上になる場合には、第２補正乗数βは、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクが一定にさせる値で求められる。また、トルクτが０よりも小さい場合には、第２補正乗数βは、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクを、第２の勾配γで変化させる値で求められる。
【０１６２】
具体的には、第２補正乗数βは、トルクτを条件とする式（１８）により求められる。式（１８）によれば、トルクτが０以上である場合には、第２補正乗数βは０で求められる。トルクτが０よりも小さい場合には、第２補正乗数βはγ（第２の値）で求められる。
【０１６３】
０≦τのとき、β＝０
０＞τのとき、β＝γ ・・・（１８）
【０１６４】
また、トルクτが０以上である場合に、第１補正乗数αとして求められる第１の値γと、トルクτが０よりも小さい場合に、第２補正乗数βとして求められる第２の値γとは、正負が同一に設定される。これは、トルクτが正である場合に、第１モータ５から負荷軸１２に伝達されるトルクの勾配（第１の勾配）と、トルクτが負である場合に、第２モータ６から負荷軸１２に伝達されるトルクの勾配（第２の勾配）との正負を同一にすることを目的とする。
【０１６５】
また、第１補正乗数αとして求められる第１の値γと、第２補正乗数βとして求められる第２の値γとは、絶対値が等しく設定される。これは、トルクτが正である場合と、トルクτが負である場合とで、第１，２モータ５，６から負荷軸１２に伝達されるトルクの勾配を同一にすることを目的とする。なお、上述のトルクの勾配は必ずしも同一にされる必要はないため、第１の値と第２の値とは、必ずしも絶対値が等しく設定されなくてもよい。
【０１６６】
第２加算器４７は、トルクτに、第２条件判断器４５が出力した第２補正乗数βを乗じた値βγを求める。トルクτが０以上である場合には、β＝０であるため、演算値βＶは０で求められる。また、トルクτが０よりも小さい場合には、β＝γであることで、演算値βτはγτで求められる。
【０１６７】
さらに、第２加算器４７は、演算値βτに、第２のトルク値Ｄである−Ｔｐ’（第２のトルク値）を加算することで、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄを求める。
【０１６８】
トルクτが０以上である場合には、出力トルクβτ＋Ｄは、０−Ｔｐ'の計算から、−Ｔｐ’で求められる。トルクτが０よりも小さい場合には、出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−Ｔｐ'で求められる。
【０１６９】
さらに、第２加算器４７は、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄを示す第２モータ６の駆動信号を出力する。
【０１７０】
第２ドライブユニット４９は、第２加算器４７の駆動信号に基づき、第２モータ６に流す電流を制御する。これにより、第２モータ６では、第２加算器４７が求めたトルクβτ＋Ｄが出力される。このトルクβτ＋Ｄは、第２，第３ギア１０，１１を介して負荷軸１２に伝達される。
【０１７１】
また、第２ドライブユニット４９は、電流帰還ループ４９ａを構成し、これに応じて、第２モータ６の電機子電流を制御する。これにより、第２モータ６のトルクは、第２加算器４７が演算した値βτ＋Ｄに維持される。
【０１７２】
制御装置４２の制御によれば、図９に示すように、トルクτが０よりも大きい場合、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋Ｔｐ'になり、第１の勾配（γ）で値が変化する。また、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、−Ｔｐ'になる。
【０１７３】
この場合、第１モータ５のトルクγτ＋Ｔｐ'が正の値で、第２モータ６のトルク−Ｔｐ'が負の値であるため、第１，第２ギア９，１０から第３ギア１１に伝達されるトルクの向きは逆向きになる。また、第１モータ５の出力トルクγτ＋Ｔｐ'は、第２モータ６の出力トルク−Ｔｐ'よりも絶対値が大きい。よって、第３ギア１１は、第１ギア９に従動して回転する。また、第２ギヤ１０が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク−Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第１ギア９と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγτが、負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１７４】
また、トルクτが０よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、＋Ｔｐ'になる。また、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−Ｔｐ'になり、第２の勾配（γ）で値が変化する。
【０１７５】
この場合、第１モータ５のトルク＋Ｔｐ'が正の値で、第２モータ６のトルクγτ−Ｔｐ'が負の値であるため、トルクτが０よりも大きい場合と同様、第１，第２ギア９，１０から第３ギア１１に伝達されるトルクの向きは逆向きになる。また、第２モータ６の出力トルクγτ−Ｔｐ'は、第１モータ５の出力トルク＋Ｔｐ'よりも絶対値が大きい。よって、第３ギア１１は、第２ギア１０に従動して回転し、この回転方向は、トルクτが０よりも大きい場合と逆になる。また、第１ギヤ９が、第３ギア１１に回転方向と反対方向のトルク＋Ｔｐ'を伝達することで、第３ギア１１は第２ギア１０と隙間なく刃が噛み合った状態が維持される。また、第３ギア１１に生じる合成トルクγτが、負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１７６】
また、トルクτが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ，−Ｔｐが与えられる。この場合、第１，第２モータ５，６のトルクの極性が正負反対であることから、第１ギア９と第３ギア１１との間、或いは、第２ギア１０と第３ギア１１との間にバックラッシュが生じない。また、第１，第２モータ５，６のトルク＋Ｔｐ，−Ｔｐの絶対値が等しいことで、第１〜第３ギア９〜１１は回転を停止する。また、第３ギア１１に生じる第１，第２モータ５，６の合成トルクが０であることで、負荷軸１２の回転が停止し、これに伴い、可動体１の駆動部も回転を停止する。
【０１７７】
本実施の形態によれば、電流制御信号が示すトルクτが０以外である場合には、第３ギア１１に回転方向とは逆方向のトルクを与える小出力のモータは、トルクτに応じて出力トルクが変化せず、そのトルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。
【０１７８】
すなわち、トルクτが０よりも大きい場合には、上記逆方向のトルクを与える小出力の第２モータ６は、出力トルクが−Ｔｐ'で一定になり、絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。また、トルクτが０よりも小さい場合には、上記逆方向のトルクを与える小出力の第１モータ５は、出力トルクが＋Ｔｐ'で一定になり、トルクの絶対値が最小の値Ｔｐ'になる。以上により、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【０１７９】
なお、本実施の形態では、第１，第２補正乗数α，βは、式（１９），式（２０）により求められ、第１，第２のトルク値Ｃ，Ｄは、式（２１），式（２２）により設定されてもよい。
【０１８０】
０≦τのとき、α＝γ
０＞τ＞−τlimのとき、α＝０
−τlim≧τのとき、α＝γ ・・・（１９）
【０１８１】
＋τlim≦τのとき、β＝γ
０≦τ＜＋τlimのとき、β＝０
０＞τのとき、β＝γ ・・・（２０）
【０１８２】
０≦τのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
０＞τ＞−τlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
−τlim≧τのとき、Ｃ＝＋γτ＋τlim ・・・（２１）
【０１８３】
＋τlim≦τのとき、Ｄ＝−γτlim−Ｔｐ’
０≦τ＜＋τlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
０＞τのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’ ・・・（２２）
【０１８４】
上記のように、第１，第２補正乗数α，βや、第１，第２トルク値Ｃ，Ｄが設定される場合、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃや、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、以下に示すようになる。
【０１８５】
トルクτが＋τlim（第２の閾値）以上である場合、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−γτlim−Ｔｐ’になる。この場合、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγになり、正の値になる。また、第３ギア１１には第１，第２モータ５，６の合成トルク２γτ−γτlimが生じ、合成トルク２γτ−γτlimが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１８６】
また、トルクτが、０よりも大きく、＋τlim（第２の閾値）よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０よりも大きい場合と同様の状況になる。
【０１８７】
また、トルクτが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'が与えられる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０である場合と同様の状況になる。
【０１８８】
また、トルクτが、０よりも小さく、−τlim（第１の閾値）よりも大きい場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−Ｔｐ’になる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０よりも小さい場合と同様の状況になる。
【０１８９】
また、トルクτが、−τlim（第１の閾値）以下である場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋γτlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−Ｔｐ’になる。この場合、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγになり、負の値になる。また、第３ギア１１には第１，第２モータ５，６の合成トルク２γτ＋γτlimが生じ、合成トルク２γτ＋γτlimが負荷軸１２に伝達されることで、負荷軸１２は回転する。
【０１９０】
以上のように、トルクτが−τlim（第１の閾値）以下や＋τlim（第２の閾値）以上である場合には、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配は、正負が同一になる。よって、第１，第２ギア９，１０は、トルクを出し合い第３ギア１１の回転を加減速するように動作する。このため、負荷軸１２に回転を生じさせるトルクを、第１，第２モータ５，６の両者に分担させることができる。これにより第１，第２モータ５，６の個々に加えられる負荷を小さく抑えることができる。
【０１９１】
また、第１，第２補正乗数α，βは、式（２３），式（２４）により求められ、第１，第２のトルク値Ｃ，Ｄは、式（２５），式（２６）により設定されてもよい。
【０１９２】
＋τlim≦τのとき、α＝γ／２
０≦τ＜＋τlimのとき、α＝γ
０＞τ＞−τlimのとき、α＝０
−τlim≧τのとき、α＝γ／２ ・・・（２３）
【０１９３】
＋τlim≦τのとき、β＝γ／２
０≦τ＜＋τlimのとき、β＝０
０＞τ＞−τlimのとき、β＝γ
−τlim≧τのとき、β＝γ／２ ・・・（２４）
【０１９４】
＋τlim≦Ｖのとき、Ｃ＝（γ／２）×τlim＋Ｔｐ’
０≦τ＜＋τlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
０＞τ＞−τlimのとき、Ｃ＝＋Ｔｐ’
−τlim≧τのとき、Ｃ＝（γ／２）×τlim＋Ｔｐ’ ・・・（２５）
【０１９５】
＋τlim≦τのとき、Ｄ＝−（γ／２）×τlim−Ｔｐ’
０≦τ＜＋τlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
０＞τ＞−τlimのとき、Ｄ＝−Ｔｐ’
−τlim≧τのとき、Ｄ＝−（γ／２）×τlim−Ｔｐ’ ・・・（２６）
【０１９６】
上記のように、第１，第２補正乗数α，βや、第１，第２トルク値Ｃ，Ｄが設定される場合、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃや、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、以下に示すようになる。
【０１９７】
トルクτが＋τlim（第３の閾値）以上である場合、第１モータ５の出力トルクαＶ＋Ｃは、（γ／２）×τ＋（γ／２）×τlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβＶ＋Ｄは、（γ／２）×τ−（γ／２）×τlim−Ｔｐ’になる。この場合、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγ／２になり、正の値になる。また、第３ギア１１に生じる第１モータ５，６の合成トルクは、γτになる。
【０１９８】
また、トルクτが、０よりも大きく、＋τlim（第３の閾値）よりも小さい場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、γτ＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、−Ｔｐ’になり、第３ギア１１に生じる第１，第２モータ５，６の合成トルクは、γτになる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０よりも大きい場合と同様の状況になる。
【０１９９】
また、トルクτが０である場合には、第１モータ５と第２モータ６とに、それぞれ、プリトルク＋Ｔｐ'，−Ｔｐ'が与えられる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０である場合と同様の状況になる。
【０２００】
また、トルクτが、０よりも小さく、−τlim（第４の閾値）よりも大きい場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、γτ−Ｔｐ’になり、第３ギア１１に生じる第１，第２モータ５，６の合成トルクは、γτになる。つまり、実施の形態４で、トルクτが０よりも小さい場合と同様の状況になる。
【０２０１】
また、トルクτが、−τlim（第４の閾値）以下である場合には、第１モータ５の出力トルクατ＋Ｃは、（γ／２）×τ＋（γ／２）×τlim＋Ｔｐ’になり、第２モータ６の出力トルクβτ＋Ｄは、（γ／２）×τ−（γ／２）×τlim−Ｔｐ’になる。この場合、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配が、いずれもγ／２になり、負の値になる。また、第３ギア１１に生じる第１モータ５，６の合成トルクは、γτになる。
【０２０２】
以上のように、トルクτが＋τlim（第３の閾値）以上や−τlim（第４の閾値）以下である場合には、第１，第２モータ５，６の出力トルクの勾配の正負が同一になる。また、角速度Ｖのいずれの範囲においても、負荷軸１２に生じる合成トルクはγＶになり、該合成トルクと、速度指令が指示する角速度Ｖとの関係をリニアにすることができる。
【０２０３】
また、実施の形態１〜４に係る制御装置は、一般的なコンピュータ装置と同様のハードウェア構成により実現することが可能であり、図１０に示すように、例えば、制御部１００、主記憶部１１０、外部記憶部１２０、操作部１３０、及び入出力部１４０を備える。主記憶部１１０、外部記憶部１２０、操作部１３０、及び入出力部１４０は、システムバス１６０を介して、制御部１００に接続される。
【０２０４】
主記憶部１１０は、RAM(Random Access Memory)などのメインメモリであり、外部記憶部１２０に記憶されている制御プログラム３００をロードして、制御部１００の作業領域アとして用いられる。
【０２０５】
外部記憶部１２０は、フラッシュメモリ、ハードディスク、DVD-RAM(Digital Versatile Disk Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、磁気ディスク、半導体メモリなどの不揮発性メモリから構成される。外部記憶部１２０は、制御部１００に処理を行わせるための制御プログラム３００をあらかじめ記憶し、また、制御部１００の指示に従いデータを記憶する。
【０２０６】
制御部１００は、CPU(Central Processing Unit)などから構成され、外部記憶部１２０に記憶されている制御プログラム３００に従って、処理を実行する。
【０２０７】
入出力部１４０は、制御装置４，４２から第１，第２モータ５，６に電流値を出力するためのインターフェイスである。
【０２０８】
操作部１３０は、キーボード及びマウスなどのポインティングデバイスなどをシステムバス１６０に接続するインターフェース装置から構成される。ユーザは、操作部１３０を介して、第１補正乗数α、第２補正乗数β、第１向トルク発生値Ｃ、第２向トルク発生値Ｄ、−Ｖlim（第１の閾値）、＋Ｖlim（第２の閾値）、−τlim（第１の閾値）、及び＋τlim（第２の閾値）等を入力することが可能であり、操作部１３０を介して入力された情報は、制御部１００に供給される。
【０２０９】
実施の形態１〜４に係る制御装置の各構成部分の処理は、制御部１００、主記憶部１１０、外部記憶部１２０、操作部１３０、入出力部１４０などを資源として用いられることで実行される。その場合、制御部１００は、外部記憶部１２０に格納されている制御プログラム３００を、主記憶部１１０にロードし実行し、各部の動作を制御し上記の各機能を行わせることにより、制御装置４，４２をソフトウェア的に実現する。
【０２１０】
また、実施の形態１〜４に係る制御装置は、各構成部分の機能を実現する回路を込み込んだLSI(Large Scale Integration)などの電子回路として構成することができる。
【０２１１】
本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲において種々改変が可能である。
【０２１２】
例えば、第１補正乗数α、第２補正乗数β、第１向トルク発生値Ｃ、及び第２向トルク発生値Ｄは、第１〜第３ギア９〜１１のギア比等に基づき、任意の値に設定され得る。
【０２１３】
また、第１，第２モータ５，６の駆動を指示する指令値は、上記実施の形態に示す負荷軸の角速度Ｖやトルクτを示す指令に限られない。
【０２１４】
また、例えば、モータの駆動軸の位置を示す駆動指令が出力されてもよい。この場合、位置を示す値を条件として、モータの出力トルクを設定するための第１，第２補正乗数α，βが求められ、第１，第２補正乗数α，βに基づき、第１，第２モータ５，６の出力トルクが求められる。
【０２１５】
また、第１，第２補正乗数α，βを求めるために、指令値と実際値との誤差が取得されるようにしてもよい。この場合、該誤差を条件として第１補正乗数α，βが求められ、該補正乗数α，βに基づき、モータの出力トルクが求められる。
【０２１６】
また、実施の形態１〜４の制御装置における各種処理を行う手段および方法は、専用のハードウェア回路、またはプログラムされたコンピュータのいずれによっても実現することが可能である。上記プログラムは、たとえばフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭなどのコンピュータ読み取り可能な記録媒体によって提供されてもよいし、インターネット等のネットワークを介してオンラインで提供されてもよい。この場合、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されたプログラムは、通常、ハードディスク等の記憶部に伝送されて記憶される。また、上記プログラムは、単独のアプリケーションソフトとして提供されてもよいし、装置の一機能としてその装置のソフトウェアに組み込まれてもよい。
【符号の説明】
【０２１７】
１，４０ 可動体
２ 角速度減算器
３ 速度指令出力部
４，４２ 制御装置
５ 第１モータ
５ａ，６ａ 駆動軸
６ 第２モータ
７ ギアボックス
８，４３ 駆動装置
９ 第１ギア
１０ 第２ギア
１１ 第３ギア
１２ 負荷軸
１３ 角速度検出器
１４ 第１角速度半減部
１５ 第２角速度半減部
１６，４４ 第１条件判断器
１７，４５ 第２条件判断器
１８ 第１増幅器
１９ 第２増幅器
２０，４６ 第１加算器
２１，４７ 第２加算器
２２ 第３増幅器
２３ 第４増幅器
４１ 電流制御信号出力部
４８ 第１ドライブユニット
４８ａ，４９ａ 電流帰還ループ
４９ 第２ドライブユニット
１００ 制御部
１１０ 主記憶部
１２０ 外部記憶部
１３０ 操作部
１４０ 入出力部
１６０ システムバス
３００ 制御プログラム
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１及び第２のモータからギアを介して一つの負荷軸に伝達されるトルクを制御する制御装置であって、
前記モータの駆動指令が示す指令値が所定値以上になる場合に、前記第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが第１の勾配で変化し、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になるように、前記第１モータの制御値を設定するための第１補正乗数を求める第１条件判断器と、
前記指令値が前記所定値以上になる場合に、前記第２モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になり、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第２モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが前記第１の勾配と正負が同一である第２の勾配で変化するように、前記第２モータの制御値を設定するための第２補正乗数を求める第２条件判断器と、
前記指令値に前記第１補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に第１の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第１モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第１モータの駆動信号を出力する第１加算器と、
前記指令値に前記第２補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に前記第１の向きと相対向する第２の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第２モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第２モータの駆動信号を出力する第２加算器と、
を有する制御装置。
【請求項２】
前記第１条件判断器は、前記指令値が０以上である場合には、前記第１補正乗数を第１の値で求め、前記指令値が０よりも小さい場合には、前記第１補正乗数を０で求め、
前記第２条件判断器は、前記指令値が０以上である場合には、前記２補正乗数を０で求め、前記指令値が０よりも小さい場合には、前記第２補正乗数を、前記第１の値と正負が同一である第２の値で求め、
前記第１加算器は、前記第１の向きのトルクを発生させる値を、第１のトルク値で求め、
前記第２加算器は、前記第２の向きのトルクを発生させる値を、前記第１のトルク値と正負が反対である第２のトルク値で求める請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１条件判断器は、前記指令値が０以上である場合には、前記第１補正乗数を前記第１の値で求め、前記指令値が０よりも小さく第１の閾値よりも大きい場合には、前記第１補正乗数を０で求め、前記指令値が前記第１の閾値以下である場合には、前記第１補正乗数を前記第１の値で求め、
前記第２条件判断器は、前記指令値が０以上で第２の閾値よりも小さい場合には、前記第２補正乗数を０で求め、前記指令値が第２の閾値以上である場合、或いは、前記指令値が０よりも小さい場合には、前記第２補正乗数を、前記第２の値で求める請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１条件判断器は、前記指令値が０以上で第３の閾値よりも小さい場合には、前記第１補正乗数を前記第１の値で求め、前記指令値が前記第３の閾値以上である場合には、前記第１補正乗数を第３の値で求め、前記指令値が０よりも小さく第４の閾値よりも大きい場合には、前記第１補正乗数を０で求め、前記指令値が前記第４の閾値以下である場合には、前記第１補正乗数を前記第３の値で求め、
前記第２条件判断器は、前記指令値が０以上で前記第３の閾値よりも小さい場合には、前記第２補正乗数を０で求め、前記指令値が前記第３の閾値以上である場合には、前記第２補正乗数を第４の値で求め、前記指令値が０よりも小さく前記第４の閾値よりも大きい場合には、前記第２補正乗数を前記第２の値で求め、前記指令値が前記第２の閾値以下である場合には、前記第２補正乗数を前記第４の値で求め、
前記第３の値は、前記第１の値と正負が同一であり、絶対値が、０よりも大きく、前記第１の値よりも小さく、
前記第４の値は、前記第２の値と正負が同一であり、絶対値が、０より大きく、前記第２の値よりも小さい請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記第１加算器は、前記指令値が０以上で前記第３の閾値よりも小さい場合、或いは、前記指令値が０よりも小さく前記第４の閾値よりも大きい場合には、前記第１の向きのトルクを発生させる値を、前記第１のトルク値で求め、前記指令値が前記第３の閾値以上である場合、或いは、前記指令値が前記第４の閾値以下である場合には、前記第１の向きのトルクを発生させる値を、第３のトルク値で求め、
前記第２加算器は、前記指令値が０以上で前記第３の閾値よりも小さい場合、或いは、前記指令値が０よりも小さく前記第４の閾値よりも大きい場合には、前記第２の向きのトルクを発生させる値を、前記第２のトルク値で求め、前記指令値が前記第３の閾値以上である場合、或いは、前記指令値が前記第４の閾値以下である場合には、前記第２の向きのトルクを発生させる値を、第４のトルク値で求め、
前記第１の値と、前記第２の値とは、同一の値であり、
前記第３の値と前記第４の値との合計は、前記第１の値及び前記第２の値に一致し、
前記第１のトルク値と、前記第２のトルク値とは、絶対値が等しく、
前記第３のトルク値は、前記第１の値から前記第３の値を差し引いた差分と、前記第１の閾値との乗数に、前記第１のトルク値を加算した値であり、
前記第４のトルク値は、前記第２の値から前記第４の値を差し引いた差分と、前記第２の閾値との乗数に、前記第２のトルク値を加算した値である請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記モータの駆動指令は、前記負荷軸の角速度を示す速度指令である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記モータの駆動指令は、前記モータの電機子の電流値を示す電流制御信号であり、
前記第１及び第２条件判断器は、前記電流値に応じたトルクを条件として、それぞれ前記第１及び第２補正乗数を求める請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
第１及び第２のモータからギアを介して一つの負荷軸に伝達されるトルクを制御する制御方法であって、
前記モータの駆動指令が示す指令値が所定値以上になる場合に、前記第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが第１の勾配で変化し、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になるように、前記第１モータの制御値を設定するための第１補正乗数を求める第１条件判断段階と、
前記指令値が前記所定値以上になる場合に、前記第２モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になり、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第２モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが前記第１の勾配と正負が同一である第２の勾配で変化するように、前記第２モータの制御値を設定するための第２補正乗数を求める第２条件判断段階と、
前記指令値に前記第１補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に第１の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第１モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第１モータの駆動信号を出力する第１加算段階と、
前記指令値に前記第２補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に前記第１の向きと相対向する第２の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第２モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第２モータの駆動信号を出力する第２加算段階と、
を有する制御方法。
【請求項９】
コンピュータを、
モータの駆動指令が示す指令値が所定値以上になる場合に、第１モータからギアを介して負荷軸に伝達されるトルクが第１の勾配で変化し、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になるように、前記第１モータの制御値を設定するための第１補正乗数を求める第１条件判断手段、
前記指令値が前記所定値以上になる場合に、第２モータからギアを介して前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になり、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第２モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが前記第１の勾配と正負が同一である第２の勾配で変化するように、前記第２モータの制御値を設定するための第２補正乗数を求める第２条件判断手段、
前記指令値に前記第１補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に第１の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第１モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第１モータの駆動信号を出力する第１加算手段、
前記指令値に前記第２補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に前記第１の向きと相対向する第２の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第２モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第２モータの駆動信号を出力する第２加算手段、
として機能させるプログラム。
【請求項１】
第１及び第２のモータからギアを介して一つの負荷軸に伝達されるトルクを制御する制御装置であって、
前記モータの駆動指令が示す指令値が所定値以上になる場合に、前記第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが第１の勾配で変化し、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になるように、前記第１モータの制御値を設定するための第１補正乗数を求める第１条件判断器と、
前記指令値が前記所定値以上になる場合に、前記第２モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になり、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第２モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが前記第１の勾配と正負が同一である第２の勾配で変化するように、前記第２モータの制御値を設定するための第２補正乗数を求める第２条件判断器と、
前記指令値に前記第１補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に第１の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第１モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第１モータの駆動信号を出力する第１加算器と、
前記指令値に前記第２補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に前記第１の向きと相対向する第２の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第２モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第２モータの駆動信号を出力する第２加算器と、
を有する制御装置。
【請求項２】
前記第１条件判断器は、前記指令値が０以上である場合には、前記第１補正乗数を第１の値で求め、前記指令値が０よりも小さい場合には、前記第１補正乗数を０で求め、
前記第２条件判断器は、前記指令値が０以上である場合には、前記２補正乗数を０で求め、前記指令値が０よりも小さい場合には、前記第２補正乗数を、前記第１の値と正負が同一である第２の値で求め、
前記第１加算器は、前記第１の向きのトルクを発生させる値を、第１のトルク値で求め、
前記第２加算器は、前記第２の向きのトルクを発生させる値を、前記第１のトルク値と正負が反対である第２のトルク値で求める請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１条件判断器は、前記指令値が０以上である場合には、前記第１補正乗数を前記第１の値で求め、前記指令値が０よりも小さく第１の閾値よりも大きい場合には、前記第１補正乗数を０で求め、前記指令値が前記第１の閾値以下である場合には、前記第１補正乗数を前記第１の値で求め、
前記第２条件判断器は、前記指令値が０以上で第２の閾値よりも小さい場合には、前記第２補正乗数を０で求め、前記指令値が第２の閾値以上である場合、或いは、前記指令値が０よりも小さい場合には、前記第２補正乗数を、前記第２の値で求める請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１条件判断器は、前記指令値が０以上で第３の閾値よりも小さい場合には、前記第１補正乗数を前記第１の値で求め、前記指令値が前記第３の閾値以上である場合には、前記第１補正乗数を第３の値で求め、前記指令値が０よりも小さく第４の閾値よりも大きい場合には、前記第１補正乗数を０で求め、前記指令値が前記第４の閾値以下である場合には、前記第１補正乗数を前記第３の値で求め、
前記第２条件判断器は、前記指令値が０以上で前記第３の閾値よりも小さい場合には、前記第２補正乗数を０で求め、前記指令値が前記第３の閾値以上である場合には、前記第２補正乗数を第４の値で求め、前記指令値が０よりも小さく前記第４の閾値よりも大きい場合には、前記第２補正乗数を前記第２の値で求め、前記指令値が前記第２の閾値以下である場合には、前記第２補正乗数を前記第４の値で求め、
前記第３の値は、前記第１の値と正負が同一であり、絶対値が、０よりも大きく、前記第１の値よりも小さく、
前記第４の値は、前記第２の値と正負が同一であり、絶対値が、０より大きく、前記第２の値よりも小さい請求項２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記第１加算器は、前記指令値が０以上で前記第３の閾値よりも小さい場合、或いは、前記指令値が０よりも小さく前記第４の閾値よりも大きい場合には、前記第１の向きのトルクを発生させる値を、前記第１のトルク値で求め、前記指令値が前記第３の閾値以上である場合、或いは、前記指令値が前記第４の閾値以下である場合には、前記第１の向きのトルクを発生させる値を、第３のトルク値で求め、
前記第２加算器は、前記指令値が０以上で前記第３の閾値よりも小さい場合、或いは、前記指令値が０よりも小さく前記第４の閾値よりも大きい場合には、前記第２の向きのトルクを発生させる値を、前記第２のトルク値で求め、前記指令値が前記第３の閾値以上である場合、或いは、前記指令値が前記第４の閾値以下である場合には、前記第２の向きのトルクを発生させる値を、第４のトルク値で求め、
前記第１の値と、前記第２の値とは、同一の値であり、
前記第３の値と前記第４の値との合計は、前記第１の値及び前記第２の値に一致し、
前記第１のトルク値と、前記第２のトルク値とは、絶対値が等しく、
前記第３のトルク値は、前記第１の値から前記第３の値を差し引いた差分と、前記第１の閾値との乗数に、前記第１のトルク値を加算した値であり、
前記第４のトルク値は、前記第２の値から前記第４の値を差し引いた差分と、前記第２の閾値との乗数に、前記第２のトルク値を加算した値である請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記モータの駆動指令は、前記負荷軸の角速度を示す速度指令である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項７】
前記モータの駆動指令は、前記モータの電機子の電流値を示す電流制御信号であり、
前記第１及び第２条件判断器は、前記電流値に応じたトルクを条件として、それぞれ前記第１及び第２補正乗数を求める請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
【請求項８】
第１及び第２のモータからギアを介して一つの負荷軸に伝達されるトルクを制御する制御方法であって、
前記モータの駆動指令が示す指令値が所定値以上になる場合に、前記第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが第１の勾配で変化し、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になるように、前記第１モータの制御値を設定するための第１補正乗数を求める第１条件判断段階と、
前記指令値が前記所定値以上になる場合に、前記第２モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になり、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第２モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが前記第１の勾配と正負が同一である第２の勾配で変化するように、前記第２モータの制御値を設定するための第２補正乗数を求める第２条件判断段階と、
前記指令値に前記第１補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に第１の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第１モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第１モータの駆動信号を出力する第１加算段階と、
前記指令値に前記第２補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に前記第１の向きと相対向する第２の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第２モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第２モータの駆動信号を出力する第２加算段階と、
を有する制御方法。
【請求項９】
コンピュータを、
モータの駆動指令が示す指令値が所定値以上になる場合に、第１モータからギアを介して負荷軸に伝達されるトルクが第１の勾配で変化し、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第１モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になるように、前記第１モータの制御値を設定するための第１補正乗数を求める第１条件判断手段、
前記指令値が前記所定値以上になる場合に、第２モータからギアを介して前記負荷軸に伝達されるトルクが一定になり、前記指令値が前記所定値よりも小さい場合に、前記第２モータから前記負荷軸に伝達されるトルクが前記第１の勾配と正負が同一である第２の勾配で変化するように、前記第２モータの制御値を設定するための第２補正乗数を求める第２条件判断手段、
前記指令値に前記第１補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に第１の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第１モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第１モータの駆動信号を出力する第１加算手段、
前記指令値に前記第２補正乗数を乗じた値と、前記負荷軸に前記第１の向きと相対向する第２の向きのトルクを発生させる値とを加算することで、前記第２モータの制御値を求めて、該制御値を示す前記第２モータの駆動信号を出力する第２加算手段、
として機能させるプログラム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−９５３２（Ｐ２０１３−９５３２Ａ）
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４１０１５（Ｐ２０１１−１４１０１５）
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月１０日（２０１３．１．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月２４日（２０１１．６．２４）
【出願人】（０００００６０１３）三菱電機株式会社 (33,312)
【Ｆターム（参考）】
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