JPH07311124A - 振動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加振周波数に依存させずに、制御系の応答性
を最適化する。 【構成】 振幅Ａ^*および周波数Ｆ^*が制御装置１に供給
されると、これに対応した操作値ｂ^*（交流信号）がフ
ーリエ逆変換器３において作成される。この操作値ｂ^*
は、インバータ１１へ供給され、モータ１２のトルクが
制御される。一方、シミュレータ４０は、制御対象であ
る駆動系１４の挙動を決める定数Ｃ、および周波数Ｆ^*
に基づいて駆動系１４のゲインＧの逆数（１／Ｇ）を算
出する。偏差増幅器５のゲインは、上記ゲインＧの逆数
（１／Ｇ）によって制御されるため、制御系の応答は、
周波数Ｆ^*に依存せずに、常に最適なものとなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、例えば、自動車の駆
動系を試験する際に用いて好適な振動制御装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車の設計段階においては、エンジン
の振動に対する車体の強度や乗り心地などを評価する必
要がある。この場合、一つの手段としては、油圧加振機
を用いてエンジンと同様の振動を発生させ、この振動を
車体等に伝達させる方法がある。また、他の手段として
は、実際にエンジンを製作して車体に組み込んで試験す
る方法がある。

【０００３】しかしながら、前者においては、装置が大
型になって設置場所や騒音などの問題が生じるととも
に、振動の制御が思うようにできないという問題があっ
た。また、後者においては、エンジンを制作した後でな
いと、車体等の試験ができず、このため、総合的な開発
期間が長くなってしまうという問題が生じた。

【０００４】そこで、出願人は、上記欠点を解消するた
めに、モータによって加振を行う振動制御装置を開発し
た（特願平５−１９０８７号）。この装置は、モータへ
の供給電流を制御する際に、トルクや回転数の指令値
を、交流的に与えるのではなく、直流的に与えるように
したものである。すなわち、時々刻々変動するトルクや
回転数を直接的に与えるのではなく、その周波数と振幅
を指令値として与えるようにしたものである。

【０００５】ここで図１７は、この装置の構成を示すブ
ロック図である。図に示すａ^*はトルク指令値であり、
Ａ^*、Ｆ^*は、その振幅および周波数を表している。すな
わち、これらは、次式のように表される。

【数１】

【数２】

【０００６】この振幅Ａ^*および周波数Ｆ^*が制御装置１
に供給されると、フーリエ逆変換器３において、振幅が
Ｂ^*で周波数がＦ^*の操作値ｂ^*（交流信号）が作成さ
れ、これがインバータ１１へ供給される。この結果、イ
ンバータ１１の出力電圧波形が制御され、モータ１２の
トルク振幅Ａ^*と周波数Ｆ^*に応じて制御される。

【０００７】一方、モータ１２の駆動力が伝達される駆
動系（自動車の駆動系）１４は、モータ１２によって発
生される振動（トルクリップル）に応じた挙動を示し、
その挙動が検出器１３によって制御量ａとして検出さ
れ、制御装置１にフィードバックされる。この制御量ａ
は、フーリエ変換器２において振幅値Ａに変換され、偏
差検出器４において振幅Ａ^*との偏差が検出される。そ
して、この偏差が新たな指令値Ｂ^*としてフーリエ逆変
換器３に供給され、操作値ｂ^*となる。

【０００８】以上のフィードバックループにより、偏差
検出器４における偏差が最小となるように制御が行わ
れ、これによって、モータ１２のトルクは、指令値ａ^*
に一致する。すなわち、直流的な指令値（Ａ^*、Ｆ^*）に
よって制御量ａを交流的に制御することができ、任意の
周波数で任意の振幅をもつトルク変動を制御対象に与え
ることができる。

【０００９】ここで、図１８は、図１７に示すフーリエ
変換器２の構成を示すブロック図である。図に示す位相
検出器２０においては、周波数Ｆ^*に基づいて現在の時
刻ｔにおける位相値θ（＝２πＦ^*ｔ）が検出される。
この位相値θは、余弦方向単位成分検出器２１、正弦方
向単位成分検出器２２にそれぞれ供給され、これらの検
出器から余弦単位成分ｃｏｓθおよび正弦単位成分ｓｉ
ｎθが出力される。

【００１０】次に、乗算器２３において、制御量ａと余
弦単位成分とが乗算され、制御量ａの余弦方向に対する
相関値ａｘ（＝ａ・ｃｏｓθ）が出力される。一方、乗
算器２４において制御量ａと正弦単位成分とが乗算さ
れ、制御量ａの正弦方向に対する相関値ａｙ（＝ａ・ｓ
ｉｎθ）が出力される。一方、演算タイミング作成器２
７は、位相検出器２０から供給される位相値θの値
（「０」〜「２π」間の循環値）に応じ、θが「２π」
となる毎に演算タイミング信号Ｓを出力する。

【００１１】余弦方向フーリエ成分算出器２５は、相関
値ａｘを積分し、その積分結果を余弦方向中間フーリエ
成分Ａｘ’として出力するとともに、演算タインミング
信号Ｓが供給される毎に、積分結果をクリアする。同様
に、正弦方向フーリエ成分算出器２６は、相関値ａｙを
積分し、その積分結果を正弦方向中間フーリエ成分Ａ
ｙ’として出力するとともに、演算タイミング信号Ｓが
供給される毎に、積分結果をクリアする。

【００１２】そして、サンプルホールド部２８、２９
は、演算タイミング信号Ｓが供給されると、その直前の
余弦方向中間フーリエ成分Ａｘ’および正弦方向中間フ
ーリエ成分Ａｙ’を、各々余弦方向フーリエ成分Ａｘお
よび正弦方向フーリエ成分Ａｙとしてホールドする。こ
のようにして、ホールドされた余弦方向フーリエ成分Ａ
ｘおよび正弦方向フーリエ成分Ａｙは、振幅算出回路３
０に供給され、ここにおいて、これらの自乗和の正の平
方根、すなわち、振幅Ａが算出される。以上のようにし
て、フーリエ変換器２においては、制御量ａの周波数Ｆ
^*についての振幅Ａが算出される。

【００１３】ところで、図１７、図１８に示す装置にお
いては、制御量ａの振幅を検出するために、余弦方向フ
ーリエ成分検出器２５と正弦方向成分検出器２６が区間
積分を行っているため、区間積分が終了する毎に、積分
値をリセットする必要がある。余弦方向フーリエ成分検
出器２５と正弦方向成分検出器２６をアナログ回路で構
成した場合には、リセット動作にある程度の時間がかか
ってしまうため、リセット期間において積分動作が欠落
してしまい、区間積分に誤差が生じるという問題が生じ
る。特に、周波数が高くなると、積分期間に対するリセ
ット期間の割合が相対的に大きくなるために誤差が増大
し、振動制御の精度が悪化する。

【００１４】そこで、同出願人は、上記欠点を解消する
ために、加振周波数が高くなっても高精度の振動制御を
行うことができる振動制御装置を開発した（特願平６−
２２０５６号）。図１９はこの装置の構成を示すブロッ
ク図である。なお、図１７に対応する部分には同一の符
号を付けて説明を省略する。この装置が図１７に示す装
置と異なっている点は、フーリエ変換器２に換えてフー
リエ変換器３１を用いている点である。図１９に示す構
成において、フーリエ変換器３１の入出力関係は、図１
７に示す回路と同様であるから、回路全体の動作は図１
７のものと同様である。ただし、フーリエ変換器３１の
内部における信号の処理が以下の点で異なる。

【００１５】まず、乗算器３４では、余弦方向単位成分
演算器３２によって周波数Ｆ^*に基づいて算出された余
弦方向単位成分ｃｏｓ（２πＦ^*ｔ）と、制御量ａ（検
出軸トルク）とが乗算され、この乗算結果ａｘがローパ
スフィルタ３６へ供給される。一方、乗算器３５では、
正弦方向単位成分演算器３３によって周波数Ｆ^*に基づ
いて算出された正弦方向単位成分ｓｉｎ（２πＦ^*ｔ）
と、制御量ａとが乗算され、この乗算結果ａｙがローパ
スフィルタ３７へ供給される。

【００１６】ローパスフィルタ３６、３７は、周波数Ｆ
^*に対して十分に減衰する特性を有しているため、上記
乗算結果ａｘ、ａｙの周波数Ｆ^*に係る成分は減衰され
る。したがって、ローパスフィルタ３６、３７の出力信
号Ａｘ、Ａｙには、周波数Ｆ^*に依存しない余弦成分お
よび正弦成分のみが残る。そして、演算器３８におい
て、出力信号Ａｘ、Ａｙに基づいて、制御量ａの振幅Ａ
が算出される。

【００１７】このように、図１９に示す装置では、相関
値ａｘ、ａｙのフーリエ成分をローパスフィルタ３６、
３７を用いて検出しており、区間積分を行わないので、
リセット動作による誤差が発生しない。また、積分区間
を単位とする離散的な振幅検出ではなく、連続的な振幅
検出ができる。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した図
１７または図１９に示す振動制御装置は、慣性ねじり振
動系をモデルとして構成されている。ここで、２慣性ね
じり振動系を例にとり、その特性について説明する。２
慣性ねじり振動系は、図２０に示すモデル構成となる。
図において、Ｊ_Mはモータイナーシャであり、Ｊ_Lは、モ
ータイナーシャＪ_Mとバネ定数Ｋを介して結合された負
荷イナーシャである。また、Ｄは、粘性減衰係数であ
り、負荷イナーシャＪ_LとモータイナーシャＪ_Mの差ω_M
−ω_Lに比例してトルクを発生する際の摩擦抵抗に相当
する。次に、Ｔ_Lは負荷Ｊ_Lが吸収するトルクであり、ω
_Lは負荷イナーシャＪ_Lの回転角速度である。また、Ｔ_M
はモータの発生トルクである。

【００１９】ここで、上記モデルを制御系に置き換える
と図２１に示すようになる。図において、各符号は上述
した通りである。なお、Ｔ_Kは軸のねじり角を電気的に
検出する歪ゲージ（トルクセンサ）により検出した、ね
じり剛性の最も弱いところのトルクである。図示の制御
系の運動方程式は次のように表される。

【数３】

【数４】

【数５】

【００２０】なお、上記式において、負荷トルクＴ_L＝
一定のときには、脈動成分の解を求めるために、Ｔ_L＝
０とおける。ここで、上記数４に数３と数５を代入する
と、同モデルの伝達関数Ｔ_K／Ｔ_Mが次式として求められ
る。

【数６】 また、上述した数３を上記数６に代入すると、伝達関数
ω_M／Ｔ_Mが次式として求められる。

【数７】

【００２１】次に、上記数６を次のように変形する。

【数８】 上記数８における第１項は、いわゆるバンドパスフィル
タに相当し、そのゲイン特性は図２２の左側に示すよう
になる。一方、上記数８における第２項は、いわゆるロ
ーパスフィルタに相当し、そのゲイン特性は図２２の右
側に示すようになる。上記第１項は、例えば、Ｑ（共振
倍率）＝１０のとき、ｆ＝１０Ｆ_n（Ｆ_n；共振周波数）
において、Ｈ_OBP／１００となるため、実用上の加振運
転域（ｆ＜１０Ｆ_n）では、上記第２項に近似できる。

【００２２】したがって、数８は次式に近似できる。

【数９】 そして、最終的な伝達関数Ｔ_K／Ｔ_Mのゲイン特性Ｇ_Tを
求めると、次のようになる。

【数１０】 ここで、図２３に上記数１０によるゲイン特性Ｇ_Tを示
す。図２３に示すように、１０³（rad/sec）付近でねじ
り振動（共振）が発生することが分かる

【００２３】一方、上記数７を次のように変形する。

【数１１】 上記数１１の大括弧内における第１項ないし第３項のゲ
イン特性は図２４に示すようになる。ここで、数１１の
第１項と第３項とは共振点付近で相殺されるため、第２
項を無視できない。また、上記数１１は次式のように変
形できる。

【数１２】 そして、最終的な上記数１２から伝達係数ω_M／Ｔ_Mのゲ
イン特性Ｇωを求めると、次のようになる。

【数１３】

【００２４】ここで、図２５に上記数１３によるゲイン
特性Ｇωを示す。図２５に示すように、１０³（rad/se
c）近傍で急峻に立ち上がって最大ピークをとり、その
後、減衰するという傾向を示す。

【００２５】このように、２慣性ねじり振動系では、図
２３もしくは図２５のいずれにおいても、周波数Ｆ^*に
応じて制御対象のゲイン特性が変化することが分かる。
これが従来の制御における課題となっていたものであ
る。すなわち、偏差増幅器５のゲインを固定とすると、
周波数Ｆ^*に応じて制御対象のゲイン特性が変化するた
め、制御系の応答にかなりの違いが生じてしまう。本モ
デルは共振系であるため、最悪の場合には、共振点にお
けるピーク値は平坦領域におけるゲインの１００倍程度
になり、偏差増幅器５のゲインが固定値であると、制御
が非常に困難になるという問題がある。

【００２６】このように、従来の振動制御装置において
は、周波数Ｆ^*に応じて制御対象のゲインＧ＝Ａ／Ｂ^*が
大きく変化する。したがって、偏差増幅器５のゲインが
固定であると、周波数Ｆ^*によって制御系の応答が大き
く変化し、例えば、制御対象のゲインＧが最大のときに
偏差増幅器５のゲインを調整すると、ゲインＧが小さく
なるほど制御系の応答も小さくなり、制御が非常に困難
になるという問題があった。

【００２７】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、加振周波数に関係なく、制御系の応答を最適化
でき、また、応答性のよい振動制御装置を提供すること
を目的としている。

【００２８】

【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明においては、振幅指令値
と周波数指令値に対応した交流制御信号を発生し、この
交流制御信号に応じた駆動電流を振動発生用モータに供
給する振動制御装置において、前記振動発生用モータに
接続された制御対象から制御量を検出する制御量検出手
段と、前記制御量の振幅を算出するフーリエ変換手段
と、前記フーリエ変換手段が算出した振幅と前記振幅指
令値との偏差を検出する偏差検出手段と、前記周波数指
令値および前記偏差検出手段の偏差に対応した交流制御
信号を発生するフーリエ逆変換手段と、前記制御対象の
前記周波数指令値に応じた利得特性の変化を打ち消すよ
うに、当該装置の利得を制御する利得制御手段とを具備
し、前記偏差が最小となるように制御を行うことを特徴
とする。

【００２９】また、請求項２記載の発明においては、前
記利得制御手段を、前記制御対象の動作を決める定数と
前記周波数指令値とから前記制御対象の利得を算出し、
該制御対象の利得によって当該装置の利得を制御する制
御対象模擬手段から構成することを特徴とする。

【００３０】また、請求項３記載の発明においては、前
記利得制御手段を、予め、離散的な周波数指令値に対し
て、前記制御対象の利得の変化を記憶しておき、実際の
運転時には、前記周波数指令値に対応する前記制御対象
の利得によって当該装置の利得を制御する制御対象利得
発生手段から構成することを特徴とする。

【００３１】また、請求項４記載の発明においては、前
記周波数指令値の変化に比例させて前記利得制御手段に
よる制御を補正する利得生成手段を具備することを特徴
とする請求項１記載の振動制御装置。

【００３２】

【作用】利得制御手段によって、前記制御対象の周波数
指令値に応じた利得特性の変化を打ち消すように当該装
置の利得が制御される。したがって、制御系の特性は、
制御対象の利得特性に依存することなく、常に、当該装
置の利得によってのみ決定される。

【００３３】

【実施例】 Ａ．第１実施例の構成 次に図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。図１はこの発明の第１実施例の原理構成を示すブロ
ック図である。なお、図において前述した図１７の各部
と対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略す
る。

【００３４】この第１実施例が図１７に示す装置と異な
っている点は、偏差増幅器５のゲインをシミュレータ４
０によって制御している点にある。シミュレータ４０
は、制御対象に関する定数Ｃと周波数Ｆ^*とに基づい
て、前述した制御対象のゲイン特性を模擬することによ
って、制御対象のゲインＧ（＝Ａ／Ｂ^*）の変化を打ち
消すように、その逆数である１／Ｇを乗算器４１の一方
の入力端へ供給する。

【００３５】上記乗算器４１の他方の入力端には、予め
設定されたゲインＧcが供給されており、該ゲインＧcと
上記ゲインＧの逆数（１／Ｇ）とを乗算し、Ｇc／Ｇを
偏差増幅器５へ供給する。偏差増幅器５は、Ｇc／Ｇを
ゲインとして偏差検出器４の出力である偏差を増幅し、
新たな指令値Ｂ^*としてフーリエ逆変換器３へ供給する
ようになっている。

【００３６】このとき、周波数Ｆ^*の振幅Ａは、

【数１４】 であり、ゆえに、振幅Ａと振幅Ａ^*との比は、

【数１５】 となる。すなわち、制御系のゲイン特性は、制御対象の
ゲインＧに関係なく、予め設定されたゲインＧcによっ
てのみ決定される。したがって、周波数Ｆ^*に関係な
く、制御系の応答を常に最適化できる。

【００３７】Ｂ．第１実施例の具体的構成 次に、第１実施例における制御系の具体的な構成を図２
を参照して説明する。図２は前述した図２０に示す２慣
性ねじり振動系のモデルに基づく、第１実施例の振動制
御装置のブロック線図である。図において、シミュレー
タ４０には、共振周波数Ｆ_n、共振倍率Ｑ、慣性モーメ
ントの比Ｈ₀、および周波数Ｆ₀が供給されている。な
お、周波数Ｆ₀は、モータ１２を定格で回転させたとき
に、回転変動がどれだけ生じるかを示すパラメータであ
り、言い換えると制御系の能力を示すパラメータであ
る。この実施例では、周波数Ｆ₀は、モータ単体のと
き、定格トルク振幅で定格速度振幅に加振させる値とし
ている。

【００３８】一般に、図示のバネ定数Ｋ，粘性減衰係数
Ｄにより制御対象をシミュレーションできるが、このバ
ネ定数Ｋ，粘性減衰係数Ｄを数値として与えることは困
難であるため、本実施例では、モータイナーシャＪM，
負荷イナーシャＪL，バネ定数Ｋ，粘性減衰係数Ｄに代
えて、上記共振周波数Ｆ_n、共振倍率Ｑ、慣性モーメン
ト比Ｈ₀、周波数Ｆ₀によって制御対象をシミュレーショ
ンするようになっている。ここで、上記共振周波数
Ｆ_n、共振倍率Ｑ、慣性モーメント比Ｈ₀、周波数Ｆ
₀と、モータイナーシャＪM，負荷イナーシャＪL，バネ
定数Ｋ，粘性減衰係数Ｄとの関係を示す。

【００３９】

【数１６】

【数１７】

【数１８】

【数１９】 なお、上記共振周波数Ｆ_n、共振倍率Ｑは実測により簡
単に求められる値である。

【００４０】シミュレータ４０は、上記共振周波数
Ｆ_n、共振倍率Ｑ、慣性モーメント比Ｈ₀、周波数Ｆ₀、
および周波数Ｆ^*から次式に従って、トルク加振時の制
御対象ゲインＧ_T’、速度加振時の制御対象ゲインＧ
ω’の逆数である１／Ｇω’、１／Ｇ_T’を算出し、切
り換えスイッチＳＷ１に供給する。

【数２０】

【数２１】

【００４１】切り換えスイッチＳＷ１には、トルク加振
を行うか、あるいは速度加振を行うかを決定する切り換
え信号ＳＳが供給されており、該切り換え信号ＳＳに応
じて上記ゲインＧω’の逆数（１／Ｇω’）、またはゲ
インＧ_T’の逆数（１／Ｇ_T’）のいずれか一方（総称し
て逆数１／Ｇという）を偏差増幅器５へ供給する。

【００４２】また、本第１実施例では、偏差増幅器５を
ＰＩ（比例積分）制御による偏差増幅器から構成してい
る。具体的には、偏差増幅器５は、乗算器５ａ，５ｂ、
乗算器５ｃ，５ｄ、積分器５ｅ、および加算器５ｆから
構成されている。乗算器５ａには、その一方の入力端に
上記シミュレータからの逆数（１／Ｇ）が供給されてお
り、他方の入力端に比例項のパラメータＰが供給されて
いる。該乗算器５ａは、逆数（１／Ｇ）とパラメータＰ
とを乗算することにより、パラメータＰを制御対象が周
波数Ｆ^*に応じてとり得るゲインに応じて制御し、これ
をパラメータＰ’として乗算器５ｃの一方の入力端へ供
給する。

【００４３】また、乗算器５ｂには、その一方の入力端
に上記逆数（１／Ｇ）が供給されており、他方の入力端
に積分項のパラメータＩが供給されている。該乗算器５
ｂは、逆数（１／Ｇ）とパラメータＩとを乗算すること
により、パラメータＩを制御対象が周波数Ｆ^*に応じて
とり得るゲインに応じて制御し、これをパラメータＩ’
として乗算器５ｄの一方の入力端へ供給する。

【００４４】次に、上記乗算器５ｃには、その他方の入
力端に偏差検出器４からの偏差が供給されており、該偏
差を上記パラメータＰ’により制御して加算器５ｆの一
方の入力端へ供給する。また、乗算器５ｄには、上記乗
算器５ｃと同様に、その他方の入力端に偏差検出器４か
らの偏差が供給されており、該偏差を上記パラメータ
Ｉ’により制御して積分器５ｅへ供給する。積分器５ｅ
は、制御された偏差を積分し、加算器５ｆの他方の入力
端へ供給する。

【００４５】上記加算器５ｆは、偏差に応じてパラメー
タＰ’およびパラメータＩ’によりゲイン調整された新
たな指令値Ｂ^*を算出し、これをフーリエ逆変換器３に
供給するようになっている。すなわち、シミュレータ４
０は、制御対象に関する容易に設定可能な定数Ｃ（共振
周波数Ｆ_n、共振倍率Ｑ、慣性モーメント比Ｈ₀、周波数
Ｆ₀）と周波数Ｆ^*とから、制御対象がとるであろうゲイ
ンＧ（ＧT’，Ｇω’）の逆数（１／Ｇ）を算出し、該
逆数（１／Ｇ）によって偏差増幅器５におけるパラメー
タＰ，Ｉを制御することにより、偏差増幅器５のゲイン
を変更するようになっている。したがって、当該振動制
御装置は、周波数Ｆ^*に関係なく、制御系の応答を常に
最適化できる。

【００４６】なお、図中の４５におけるブロックの符号
Ｋ_TもしくはＫωは、これらブロックの左側と右側との
間で、双方の単位系を変換する係数であり、４６は自動
車のトランスミッション等を制御ブロックで表したもの
である。そして、本実施例では、回転角速度ω_Mとトル
クＴ_Kとを制御対象からフィードバックしており、いず
れか一方を制御量ａとして取り出すべく、切り換えスイ
ッチＳＷ２へ供給されている。切り換えスイッチＳＷ２
は、前述した切り換え信号ＳＳに応じて、切り換えスイ
ッチＳＷ１と連動するようになっており、トルク加振を
行う場合には、トルクＴ_Kをフィードバックし、速度加
振を行う場合には回転角速度ω_Mをフィードバックし
て、フーリエ変換器２へ供給するようになっている。

【００４７】Ｃ．第１実施例のシミュレータの構成 次に、上述したシミュレータ４０の構成について図３を
参照して説明する。図３はシミュレータの構成を示すブ
ロック図である。図において、乗算器５０は共振周波数
Ｆ_nを２乗して「Ｆ_n ²」とし、減算器５２の一方の入力
端（＋側）へ供給するとともに、乗算器６４および乗算
器６９の一方の入力端へ供給する。次に、乗算器５１は
周波数Ｆ^*を２乗して「Ｆ^*2」とし、減算器５２の他方
の入力端（−側）へ供給するとともに、減算器７０の一
方の入力端（−側）へ供給する。減算器５２は、上記
「Ｆ_n ²」から「Ｆ^*2」を減算し、この結果を乗算器５３
の入力端の双方に供給する。乗算器５３は「Ｆ_n ²−
Ｆ^*2」を２乗して、これを「（Ｆ_n ²−Ｆ^*2）²」として
加算器６０の一方の入力端へ供給する。

【００４８】また、乗算器５４は、共振周波数Ｆ_nと周
波数Ｆ^*とを乗算し、これを除算器５５の被除算入力端
に供給する。該除算器５５には、共振倍率Ｑが供給され
ており、上記「Ｆ_n・Ｆ^*」を共振倍率Ｑによって除算
し、「Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ」を算出して、この結果を乗算器５
６および乗算器７２の一方の入力端へ供給する。乗算器
５６は上記「Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ」を２乗して、これを「（Ｆ
_n・Ｆ^*／Ｑ)²」として上述した加算器６０の他方の入力
端へ供給する。

【００４９】加算器６０は、上記「（Ｆ_n ²−Ｆ^*2）²」
と、「（Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ）²」とを加算し、「（Ｆ_n ²−Ｆ
^*2）²＋（Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ)²」を算出し、これを平方根算
出器６２へ供給する。平方根算出器６２は、上記「（Ｆ
_n ²−Ｆ^*2）²＋（Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ)²」の平方根をとること
により、前述した数２０の分母、すなわち「√｛（Ｆ_n ²
−Ｆ^*2）²＋（Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ)²｝」を算出して、これを
除算器６５および乗算器７７の一方の入力端へ供給す
る。

【００５０】次に、乗算器６４は、慣性モーメント比Ｈ
₀と、上述した乗算器５０の出力である「Ｆ_n ²」とを乗
算し、数２０の分子、すなわち「Ｈ₀・Ｆ_n ²」を算出し
て、これを除算器６５の他方の入力端（ｘ側）へ供給す
る。除算器６５は、上記「√｛（Ｆ_n ²−Ｆ^*2）²＋（Ｆ_n
・Ｆ^*／Ｑ)²｝」を「Ｈ₀・Ｆ_n ²」によって除算すること
により、制御対象のゲインＧ_T’の逆数（１／Ｇ_T’）を
算出して出力する。

【００５１】次に、減算器６６は、一方の入力端（＋
側）に供給される定数、「１」から慣性モーメント比Ｈ
₀を減算して「１−Ｈ₀」を算出し、これを乗算器６９の
他方の入力端に供給するとともに、乗算器７２の他方の
入力端へ供給する。乗算器６９は、上述した「Ｆ_n ²」と
上記「１−Ｈ₀」とを乗算して「（１−Ｈ₀)Ｆ_n ²」を算
出し、これを減算器７０の他方の入力端（＋側）に供給
する。

【００５２】減算器７０は、上記「（１−Ｈ₀)Ｆ_n ²」か
ら上述した「Ｆ^*2」を減算することにより、「（１−Ｈ
₀)Ｆ_n ²−Ｆ^*2」を算出し、これを乗算器７１の双方の入
力端へ供給する。乗算器７１は、上記「（１−Ｈ₀)Ｆ_n ²
−Ｆ^*2」を２乗することにより、前述した数２１に示す
分子の平方根内の左辺、すなわち「｛（１−Ｈ₀)Ｆ_n ²−
Ｆ^*2｝²」を算出し、これを加算器７４の一方の入力端
へ供給する。

【００５３】また、乗算器７２は、上記「（１−Ｈ₀)」
と「Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ」とを乗算することにより、「（１−
Ｈ₀)・Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ」を算出し、これを乗算器７３の双
方の入力端へ供給する。乗算器７３は上記「（１−Ｈ₀)
・Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ」を２乗して、数２１に示す分子の平方
根内の右辺、すなわち「｛（１−Ｈ₀)・Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ｝
²」を算出し、これを加算器７４の他方の入力端へ供給
する。加算器７４は、上記「｛（１−Ｈ₀)Ｆ_n ²−Ｆ^*2｝
²」と「｛（１−Ｈ₀)・Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ｝²」とを加算し、
「｛（１−Ｈ₀)Ｆ_n ²−Ｆ^*2｝²＋｛（１−Ｈ₀)・Ｆ_n・Ｆ
^*／Ｑ｝²」を算出して平方根算出器７５へ供給する。

【００５４】平方根算出器７５は、上記「｛（１−Ｈ₀)
Ｆ_n ²−Ｆ^*2｝²＋｛（１−Ｈ₀)・Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ｝²」の平
方根をとることにより、数２１の分子、すなわち「√
｛｛（１−Ｈ₀)Ｆ_n ²−Ｆ^*2｝²＋｛（１−Ｈ₀)・Ｆ_n・Ｆ
^*／Ｑ｝²｝」を算出して、これを乗算器７６の一方の入
力端へ供給する。乗算器７６の他方の入力端には、周波
数Ｆ₀が供給されており、該乗算器７６は周波数Ｆ₀と
「√｛｛（１−Ｈ₀)Ｆ_n ²−Ｆ^*2｝²＋｛（１−Ｈ₀)・Ｆ_n
・Ｆ^*／Ｑ｝²｝」とを乗算し、これを除算器７８の一方
の入力端（ｘ側）へ供給する。

【００５５】一方、前述した乗算器７７は、「√｛（Ｆ
_n ²−Ｆ^*2）²＋（Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ)²｝」、すなわち数２１
の右側の分母と、周波数Ｆ^*とを乗算し、これを上記除
算器７８の他方の入力端（ｙ側）へ供給する。除算器７
８は、上記乗算結果である「Ｆ^*・√｛（Ｆ_n ²−Ｆ^*2）²
＋（Ｆ_n・Ｆ^*／Ｑ)²｝」を、上記「Ｆ₀・√｛｛（１−
Ｈ₀)Ｆ_n ²−Ｆ^*2｝²＋｛（１−Ｈ₀)・Ｆ_n・Ｆ^*／
Ｑ｝²｝」により除算することにより、制御対象のゲイ
ンＧω’の逆数（１／Ｇω’）を算出して出力する。

【００５６】このように、本第１の実施例におけるシミ
ュレータ４０は、共振周波数Ｆ_n、共振倍率Ｑ、慣性モ
ーメント比Ｈ₀、周波数Ｆ₀、および周波数Ｆ^*に従っ
て、ゲインＧ_T’の逆数（１／Ｇ_T’）、およびゲインＧ
ω’の逆数（１／Ｇω’）を算出するようになってい
る。

【００５７】Ｄ．第１実施例の動作 次に、上述した第１実施例の構成による動作について説
明する。まず、シミュレータ４０以外の部分の動作は、
図１７に示す装置と同様である。ただし、シミュレータ
による処理により、以下の点で異なっている。

【００５８】まず、当該第１実施例においては、振幅指
令値Ａ^*、ゲインＧc、制御対象の定数Ｃ（共振周波数Ｆ
_n、共振倍率Ｑ、慣性モーメント比Ｈ₀、周波数Ｆ₀）、
周波数Ｆ^*、およびトルク加振、速度加振のいずれの制
御を行うかを示す切り換え信号ＳＳが制御装置１へ供給
される。例えば、トルク加振を行う場合には、切り換え
スイッチＳＷ１は１／Ｇ_T’側へ投入され、切り換えス
イッチＳＷ２は制御量ａ_T側へ投入される。したがっ
て、制御装置１へフィードバックされる制御量ａは「ａ
_T」、すなわち検出軸トルクとなる。

【００５９】一方、シミュレータ４０では、制御対象の
定数Ｃとして供給される共振周波数Ｆ_n、共振倍率Ｑ、
慣性モーメント比Ｈ₀、周波数Ｆ₀、および指令値として
の周波数Ｆ^*に応じて、前述した数２０に基づいて制御
対象のゲインＧ_T’の逆数（１／Ｇ_T’）を算出するとと
もに、数２１に基づいて制御対象のゲインＧω’の逆数
（１／Ｇω’）を算出し、切り換えスイッチＳＷ１へ送
出する。

【００６０】この場合、切り換えスイッチＳＷ１は１／
Ｇ_T’側へ投入されているので、偏差増幅器５へは逆数
（１／Ｇ_T’）が供給される。そして、偏差増幅器５で
は、比例項のパラメータＰおよび積分項のパラメータＩ
を、制御対象が周波数Ｆ^*に応じてとり得るゲインＧの
逆数（１／Ｇ_T’）により制御し、これを乗算器５ｃ，
５ｄへ供給する。したがって、偏差増幅器５のゲイン
は、シミュレータ４０によって算出した逆数（１／
Ｇ_T’）に応じて変更されるため、制御系の応答は、周
波数Ｆ^*に依存せずに、常に最適なものとなる。

【００６１】一方、速度加振を行う場合には、切り換え
信号ＳＳによって、切り換えスイッチＳＷ１は１／Ｇ
ω’側へ投入され、切り替えスイッチＳＷ２は制御量ａ
ω側へ投入される。したがって、制御装置１へフィード
バックされる制御量ａは「ａω」、すなわち検出軸角速
度となる。

【００６２】一方、シミュレータ４０では、制御対象の
定数Ｃとして供給される共振周波数Ｆ_n、共振倍率Ｑ、
慣性モーメント比Ｈ₀、周波数Ｆ₀、および指令値として
の周波数Ｆ^*に応じて、前述した数２０に基づいて制御
対象のゲインＧ_T’の逆数（１／Ｇ_T’）を算出するとと
もに、数２１に基づいて制御対象のゲインＧω’の逆数
（１／Ｇω’）を算出し、切り換えスイッチＳＷ１へ送
出する。

【００６３】この場合、切り換えスイッチＳＷ１は１／
Ｇω’側へ投入されているので、偏差増幅器５へは逆数
（１／Ｇω’）が供給される。そして、偏差増幅器５で
は、比例項のパラメータＰおよび積分項のパラメータＩ
を、制御対象が周波数Ｆ^*に応じてとり得るゲインＧω
の逆数（１／Ｇω’）により制御し、これを乗算器５
ｃ，５ｄへ供給する。したがって、偏差増幅器５のゲイ
ンは、シミュレータ４０によって算出した逆数（１／Ｇ
ω’）に応じて変更されるため、制御系の応答は、加振
周波数Ｆ^*に依存せずに、常に最適なものとなる。

【００６４】Ｅ．第１実施例の変形例 図４は、上述した第１実施例の変形例の構成を示すブロ
ック図である。なお、図において前述した図２と対応す
る部分には同一の符号を付けて説明を省略する。図２に
示す第１実施例の構成では、振幅Ａの検出に加振波形の
一周期以上の時間を必要とするため、フィードバック制
御にはそれ以上の時間が必要となる。そこで、図４に示
す変形例では、シミュレータが算出した制御対象のゲイ
ンＧ（Ｇ_T’，Ｇω’）と、振幅指令値Ａ^*から操作量Ｂ
^*を与えるフィードフォワード制御を付加することによ
り、即応性を高めている。

【００６５】具体的には、図４に示すように、振幅指令
値Ａ^*を、乗算器６０を介して与える経路と、ＰＩ偏差
増幅器（５ａ〜５ｆ）を介して与える経路とを設けてい
る。乗算器６０側の経路では、振幅指令値Ａ^*のゲイン
を、シミュレータ４０によって算出された制御対象のゲ
インＧ（Ｇ_T’，Ｇω’）の逆数（１／Ｇ；１／Ｇ_T’，
１／Ｇω’）によって直接制御して、加算器６１の一方
の入力端へ供給している。一方、ＰＩ偏差増幅器側の経
路では、前述した図２の構成と同様に、ＰＩ偏差増幅器
（５ａ〜５ｆ）において、偏差検出器４が出力する偏差
のゲインを、シミュレータ４０によって算出された制御
対象のゲインＧの逆数（１／Ｇ_T’，１／Ｇω’）によ
って制御して、加算器６１の他方の入力端へ供給してい
る。

【００６６】加算器６１は、シミュレータ４０によって
ゲイン制御された振幅指令値Ａ^*と、やはりシミュレー
タによってゲイン制御された偏差とを加算し、これを新
たな指令値Ｂ^*としてフーリエ逆変換器３へ供給するよ
うになっている。上述した構成においては、振幅指令値
Ａ^*をシミュレータ４０が算出した、制御対象のゲイン
Ｇの逆数（１／Ｇ）によって、直接、新たな指令値Ｂ^*
（すなわち、操作量ｂ^*）を決定するため、瞬時の応答
が可能となっている。

【００６７】Ｆ．第２実施例の構成 図５は、この発明の第２実施例の構成を示すブロック図
である。なお、図において前述した図１と対応する部分
には同一の符号を付けて説明を省略する。

【００６８】前述した第１実施例では、制御対象の定数
Ｃを予め設定する必要がある。特に、共振周波数Ｆ_n、
共振倍率Ｑを予め測定しておく必要がある。また、制御
対象が変わった場合には、上記定数Ｃを新たな制御対象
に対応させるべく変更する必要がある。また、慣性系が
３つ以上の場合には、共振点が複数になり、周波数帯域
が広くなるため、モデル化が難しくなり、シミュレータ
４０に必要とされるパラメータも増加する。さらに、シ
ミュレータ４０による演算誤差により共振点がずれる
と、制御系が発振してしまう可能性があるため、共振点
を厳密に予測する必要がある。しかし、共振点を正確に
予測することは難しい。

【００６９】そこで、当該第２実施例では、第１実施例
に対して、制御対象の加振周波数対ゲイン特性に関する
パラメータを実際の制御対象に即して予め取り込み、実
際の運転時には、この取り込んだパラメータに応じて振
幅指令値Ａ^*のゲインを制御するようにしている。

【００７０】この第２実施例の構成は、図５に示すよう
に、図１に示すシミュレータ４０に代えて、ゲイン調整
器８５を備えていることにある。当該第２実施例では、
制御対象のゲイン特性を取り込む調整モードと、この取
り込んだゲイン特性に基づいて制御対象を加振制御する
運転モードがある。図において、８０は、除算器であ
り、調整モードにおいて、偏差増幅器５が出力する指令
値Ｂ^*を、フーリエ変換器２が出力する振幅Ａで除算
し、Ｂ^*／Ａとしてローパスフィルタ８１へ出力する。
ローパスフィルタ８１は、上記Ｂ^*／Ａをフィルタリン
グして、制御対象のゲインの逆数（１／Ｇ）としてゲイ
ン調整器８５へ供給する。

【００７１】上記ゲイン調整器８５は、ＲＡＭ、ＥＰＲ
ＯＭなどの書き込み可能な半導体メモリなどの記憶部
と、離散値を線形補間する補間部とから構成されており
（図示略）、制御系の調整モードにおいては、所定の周
波数間隔で供給される周波数Ｆ^*毎に、上記ローパルフ
ィルタ８１の出力であるゲインの逆数（１／Ｇ）＝Ｂ^*
／Ａを上記記憶部に記憶するとともに、制御系の運転モ
ードにおいては、外部から供給される周波数Ｆ^*に対応
するゲインの逆数（１／Ｇ）を記憶部から読み出し、こ
の逆数（１／Ｇ）に基づいて周波数Ｆ^*のゲイン（１／
Ｇ’）を算出し、乗算器８６の一方の入力端へ供給する
ようになっている。なお、周波数Ｆ^*をＦ₁ ^*，Ｆ₂ ^*，
…，Ｆ_n ^*と変更すると、各周波数毎に、制御系のパラメ
ータである指令値Ｂ^*は、Ｂ₁ ^*，Ｂ₂ ^*，…，Ｂ_n ^*とな
り、制御対象からフィードバックされる振幅Ａは、
Ａ₁，Ａ₂，…，Ａ_nとなる。したがって、記憶部には、
Ｂ^*／Ａとして、Ｂ₁ ^*／Ａ₁，Ｂ₂ ^*／Ａ₂，…，Ｂ_n ^*／Ａ_n
が記憶される。

【００７２】また、上記周波数Ｆ^*は、制御系の運転時
には連続的に変化するので、周波数Ｆ^*に応じたデータ
を出力するため、すなわちサンプリングしなかった値に
対しても適切なゲインの逆数（１／Ｇ）を出力するため
には、調整時において取り込んだ離散的なパラメータＢ
₁ ^*／Ａ₁＝１／Ｇ₁，Ｂ₂ ^*／Ａ₂＝１／Ｇ₂，…，Ｂ_n ^*／Ａ
_n＝１／Ｇ_n間を線形補間するようになっている。

【００７３】また、図５に示すように、本第２実施例で
は、振動系においては、過渡的な領域で制御装置のゲイ
ンを決定することは好ましくないため、偏差ｅが所定の
値ｅ₀より小さくなった時間が、所定の時間Ｔ₀秒間続く
と、定常状態であると判断して、指令値Ｂ^*および振幅
Ａをゲイン調整器８５へ取り込むように、偏差ｅを判定
信号として参照している。

【００７４】次に、上記乗算器８６の他方の入力端に
は、予め設定されたゲインＧcが供給されており、該乗
算器８６は、上記ゲインＧcに、上記ゲイン（１／
Ｇ’）を乗算することにより、ゲインＧcを補正して偏
差増幅器５へ供給する。偏差増幅器５は、上記補正され
たゲイン（Ｇc／Ｇ’）に応じて偏差ｅを増幅して指令
値Ｂ^*としてフーリエ逆変換３へ出力する。すなわち、
上記ゲイン（１／Ｇ’）は、制御対象のゲインＧ（＝Ａ
／Ｂ^*）の逆数（１／Ｇ）に基づいて算出された値であ
り、図２３もしくは図２５に示す制御対象のゲイン特性
を打ち消すようになっている。したがって、上記ゲイン
（１／Ｇ’）により偏差増幅器５のゲインを制御すれ
ば、周波数Ｆ^*に応じて変化する制御対象のゲイン特性
に関係なく、安定した加振制御が行える。

【００７５】Ｇ．第２実施例の動作 まず、予め、制御対象の加振周波数対ゲイン特性に関す
るパラメータである指令値Ｂ^*、および制御対象からフ
ィードバックされる振幅Ａに基づく制御対象のゲイン特
性をゲイン調整器８５に取り込むために、指示信号ＳＳ
１をゲイン調整器８５に供給して調整モードに設定し、
図６に示す処理を実行する。まず、ステップＳＡ１にお
いて、予め設定された値をゲイン（１／Ｇ’）として、
乗算器８６へ出力する。次に、ステップＳＡ２におい
て、振幅指令値Ａ^*およびＦ₁ ^*とした周波数Ｆ^*により制
御対象を加振制御する。

【００７６】このとき、センサ１３からは上記振幅指令
値Ａ^*と、周波数Ｆ₁ ^*とに従った制御量ａが出力され、
該制御量ａは、フーリエ変換器２を介して、振幅Ａとし
て偏差検出器４および除算器８０へフィードバックされ
る。除算器８０では、偏差増幅器５の出力である指令値
Ｂ^*が上記振幅Ａで除算され、この結果であるＢ^*／Ａ
は、ローパルフィルタ８１を介してゲイン調整器８５へ
供給される。

【００７７】次に、ステップＳＡ３において、偏差ｅが
基準偏差ｅ₀より小さくなっている時間が時間Ｔ₀秒間続
くと、その時のローパスフィルタ８１を介して供給され
る値を周波数Ｆ₁ ^*に対するゲインの逆数（１／Ｇ）とし
て記憶部に記憶する。次に、ステップＳＡ４へ進み、周
波数Ｆ^*をＦ₂ ^*に変更して制御対象を加振制御する。そ
して、ステップＳＡ５において、上記ステップＳＡ３と
同様に、偏差ｅが基準偏差ｅ₀より小さくなり、かつこ
れが時間Ｔ₀秒間続くと、その時のローパスフィルタ８
１を介して供給される値を周波数Ｆ₂ ^*に対するゲインの
逆数（１／Ｇ）として記憶部に記憶する。以下、同様に
して、周波数Ｆ^*を所定の間隔で、Ｆ₃ ^*，Ｆ₄ ^*，…と変
化させ、各周波数Ｆ₃ ^*，Ｆ₄ ^*，…毎に、制御対象のゲイ
ンの逆数（１／Ｇ；Ｂ₃ ^*／Ａ₃，Ｂ₄ ^*／Ａ₄，…）を取り
込んで記憶部へ順次記憶する。

【００７８】そして、ステップＳＡ６において、周波数
Ｆ^*をＦ_n ^*として制御対象を加振制御する。次に、ステ
ップＳＡ７において、上記ステップＳＡ３と同様に、偏
差ｅが基準偏差ｅ₀より小さくなり、かつこれが時間Ｔ₀
秒間続くと、その時のローパスフィルタ８１を介して供
給される値を周波数Ｆ_n ^*に対するゲイン（１／Ｇ；Ｂ_n ^*
／Ａ_n）として記憶部に記憶する。この結果、ゲイン調
整器８５の記憶部には、図７に示すように、周波数
Ｆ₁ ^*，Ｆ₂ ^*，…，Ｆ_n-1 ^*，Ｆ_n ^*毎に、制御対象のゲイン
の逆数（１／Ｇ）、すなわち、Ｂ₁ ^*／Ａ₁，Ｂ₂ ^*／Ａ₂，
…，Ｂ_n ^*／Ａ_nが記憶される。

【００７９】上述した調整モードが終了すると、指示信
号ＳＳ１によって運転モードに切り換えられ、振幅指令
値Ａ^*として振幅Ａ_x ^*および周波数Ｆ^*として周波数Ｆ_x ^*
が供給される。このとき、周波数Ｆ_x ^*は、連続値である
周波数Ｆ^*における任意の値とする。運転モードになる
と、ゲイン調整器８５は、図８に示す処理に従って動作
する。まず、ステップＳＢ１において、周波数Ｆ_x ^*に対
応するデータ、すなわちゲインの逆数（１／Ｇ_x＝Ｂ_x ^*
／Ａ_x）が記憶部に記憶されているか否かを判断する。
そして、周波数Ｆ_x ^*に対応するゲインの逆数（１／
Ｇ_x）が記憶されていると、ステップＳＢ１における判
断結果は「ＹＥＳ」となり、ステップＳＢ２へ進む。ス
テップＳＢ２では、周波数Ｆ_x ^*に対応するゲインの逆数
（１／Ｇ_x）から周波数Ｆ_x ^*のゲイン（１／Ｇ’）を算
出する。

【００８０】一方、周波数Ｆ^*に対応するデータ、すな
わちゲインの逆数（１／Ｇ）が記憶部に記憶されていな
い場合には、ステップＳＢ１における判断結果は「Ｎ
Ｏ」となり、ステップＳＢ３へ進む。ステップＳＢ３で
は、図９に示すように、周波数Ｆ_x ^*に最も近く、調整時
に用いた周波数Ｆ_i ^*（Ｆ_x ^*＞Ｆ_i ^*）に対応するゲインの
逆数（１／Ｇ_i）と、周波数Ｆ_j ^*（Ｆ_x ^*＜Ｆ_j ^*）に対応
するゲインの逆数（１／Ｇ_j）とから、次に示す数２２
に従って線形補間を行い、周波数Ｆ_x ^*に対応するゲイン
の逆数（１／Ｇ_x）を算出し、これに基づいて周波数Ｆ_x
^*のゲイン（１／Ｇ’）を算出する。

【数２２】

【００８１】上記ステップＳＢ２もしくはＳＢ３を終了
すると、ステップＳＢ４へ進み、ゲイン（１／Ｇ’）を
乗算器８６へ出力する。したがって、周波数Ｆ_x ^*に対応
するゲインの逆数（１／Ｇ）が記憶されていた場合に
は、その値からゲイン（１／Ｇ’）を算出して出力し、
一方、周波数Ｆ_x ^*に対応するゲインの逆数（１／Ｇ）が
記憶されていなかった場合には、線形補間により算出し
た値からゲイン（１／Ｇ’）を算出して出力する。乗算
器８６では、固定ゲインＧcに上記ゲイン（１／Ｇ’）
が乗算され、これが偏差増幅器５へ供給される。したが
って、偏差増幅器５のゲインは、周波数Ｆ_x ^*に対して制
御対象がとり得るゲインＧ_xの逆数（１／Ｇ_x＝Ｂ_x ^*／Ａ
_x）に基づいて制御される。偏差ｅは、上記偏差増幅器
５によって増幅された後、新たな指令値Ｂ^*としてフー
リエ変換器３へ供給される。

【００８２】次に、ゲイン調整器８５は、ステップＳＢ
５において、周波数Ｆ^*が変更されたか否かを判断す
る。そして、周波数Ｆ^*に変更がなく、周波数Ｆ_x ^*のま
まならば、ステップＳＢ５における判断結果は「ＮＯ」
となり、同ステップＳＢ５を繰り返し実行する。一方、
周波数Ｆ^*が変更されると、ステップＳＢ５における判
断結果は「ＹＥＳ」となり、上記ステップＳＢ１へ戻
る。そして、上述したステップＳＢ１〜ＳＢ５を繰り返
し実行する。

【００８３】Ｈ．第２実施例の変形例 また、上述した第２実施例の変形例として、運転モード
におけるゲイン調整器８５を図１０に示すフローチャー
トに従って動作させるようにしてもよい。この変形例で
は、図示のように、ステップＳＣ１〜ＳＣ４までは、前
述した図８に示すステップＳＢ１〜ＳＢ４と同じであ
り、ステップＳＣ６はステップＳＢ５と同じである。異
なる点は、ステップＳＣ４において、乗算器８６へゲイ
ン（１／Ｇ’）を出力した後、ステップＳＣ５におい
て、偏差ｅが基準偏差ｅ₀より小さい時間が時間Ｔ₀秒間
続くと、定常状態であると判断して、記憶部に記憶され
た逆数（１／Ｇ）をゲイン（１／Ｇ’）として、そのま
ま乗算器８６へ出力する。これに対して、偏差ｅが基準
偏差ｅ₀より小さい時間が時間Ｔ₀秒間続かなければ、変
更せずに、ステップＳＣ６へ進む。

【００８４】このように、上述した第２実施例およびそ
の変形例の加振制御によれば、予め、制御対象の周波数
Ｆ^*に対するゲインＧの逆数（１／Ｇ）を取り込み、実
際の運転時には、この取り込んだ制御対象のゲインＧの
逆数（１／Ｇ）に応じて、偏差増幅器５のゲインを制御
するため、周波数Ｆ^*に応じて変化する制御対象のゲイ
ン特性に依存せずに、加振制御を行うことができる。ま
た、この第２実施例では、制御対象を変更した場合で
も、前述した調整モードにより、予め制御対象のゲイン
特性を取り込むだけで、該制御対象に適切な加振制御を
行えるため、複雑な定数を設定する必要がない。また、
複雑な慣性系で、共振点が複数になり、モデル化が難し
い場合であっても、ゲインが急激に変化する共振点のず
れもなく、制御系が発振してしまうこともない。

【００８５】なお、上述した第２実施例においても、第
１実施例と同様に、制御量ａとして、制御対象における
検出軸のトルク、回転角速度、もしくは角度のいずれを
操作量ａとしてもよい。

【００８６】Ｉ．第３実施例 ところで、上述した第１実施例、第２実施例、およびそ
の変形例では、前述したように、振幅Ａの検出に加振波
形の一周期以上の時間を必要とするため、制御系におけ
る最大のむだ時間要素は振幅の検出にある。したがっ
て、制御系の安定条件を考慮すると制御系の応答は、周
波数Ｆ^*の下限値に支配される。そこで、この第３実施
例では、周波数Ｆ^*に応じて制御系の応答を変更するこ
とにより、周波数Ｆ^*が高いときには制御系の応答を速
くし、上記むだ時間を減少させる構成とする。

【００８７】図１１は、この発明の第３実施例を前述し
た第１実施例に適用した場合の構成を示すブロック図で
ある。なお、図において前述した図１と対応する部分に
は同一の符号を付けて説明を省略する。図において、１
００は、前述した、振幅Ａを検出するフーリエ変換器２
に供給される周波数Ｆ^*に比例するゲインＧ_Fを出力する
ゲイン生成部である。すなわち、ゲイン生成部１００
は、周波数Ｆ^*に対して、図１２に示すゲインＧ_Fを出力
する。ここで、振幅Ａ^*に対する振幅Ａの伝達関数は、
前述した数１５から次式で表される。

【数２３】

【００８８】したがって、周波数Ｆ^*が高くなればなる
ほど、ゲインＧ_Fも高くなるので、制御系の応答も速く
なる。上記ゲインＧ_Fは、シミュレータ４０と乗算器４
１との間に設けられた乗算器１０１に供給される。乗算
器１０１は、ゲインＧ_Fとシミュレータ４０が出力する
逆数（１／Ｇ）とを乗算し、この結果（Ｇ_F/Ｇ）を乗算
器４１へ供給するようになっている。他の構成は、図１
に示す第１実施例と同じである。上述した構成では、周
波数Ｆ^*の上昇に伴って、偏差増幅器５のゲイン（Ｇc×
Ｇ_F）／Ｇが増加するため、制御系全体の応答が速くな
る。

【００８９】また、図１３は、図２に示す前述した第１
実施例の詳細な構成に第３実施例を適用した場合の構成
を示すブロック図である。なお、図において前述した図
２と対応する部分には同一の符号を付けて説明を省略す
る。図において、１０２は乗算器であり、偏差増幅器５
とスイッチＳＷ１との間に設けられ、ゲイン生成部１０
０が出力するゲインＧ_Fをシミュレータ４０が出力する
逆数（１／Ｇ；１／Ｇ_T’，１／Ｇω’）に乗算し、こ
の結果（Ｇ_F／Ｇ_T’，Ｇ_F／Ｇω’）を偏差増幅器５へ
供給する。他の構成は、図２に示す第１実施例と同じで
ある。この構成においても、前述したものと同様に、周
波数Ｆ^*の上昇に伴って、偏差増幅器５のゲイン（Ｇ_F／
Ｇ_T’，Ｇ_F／Ｇω’）が増加するため、制御系全体の応
答が速くなる。

【００９０】次に、図１４は、図４に示す第１実施例の
変形例の構成に第３実施例を適用した場合の構成を示す
ブロック図である。なお、図において前述した図４と対
応する部分には同一の符号を付けて説明を省略する。こ
の場合、ゲイン生成部１００が出力するゲインＧ_Fは、
乗算器５ｂの前段に介挿された乗算器１０３を介して偏
差増幅器５へ供給される。他の構成は、図４に示す第１
実施例の変形例と同じである。この構成においても、前
述したものと同様に、周波数Ｆ^*の上昇に伴って、偏差
増幅器５のゲイン（Ｇ_F／Ｇ_T’，Ｇ_F／Ｇω’）が増加
するため、制御系全体の応答が速くなる。

【００９１】次に、図１５は、図５に示す第２実施例の
構成に第３実施例を適用した場合の構成を示すブロック
図である。なお、図において前述した図５と対応する部
分には同一の符号を付けて説明を省略する。この場合、
ゲイン生成部１００が出力するゲインＧ_Fは、ゲイン調
整器８５と乗算器８６との間に介挿された乗算器１０４
を介して偏差増幅器５へ供給される。他の構成は、図５
に示す第１実施例の変形例と同じである。この構成にお
いても、前述したものと同様に、周波数Ｆ^*の上昇に伴
って、偏差増幅器５のゲイン（Ｇc×Ｇ_F）／Ｇ’が増加
するため、制御系全体の応答が速くなる。

【００９２】次に、図１６は、図１９に示す従来の振動
制御装置（特願平６−２２０５６号）に第３実施例を適
用した場合の構成を示すブロック図である。図におい
て、振幅Ａを検出するフーリエ変換器３１のゲインＧ_F
は、ローパスフィルタ３６，３７のカットオフ周波数Ｆ
cによって決まる。そこで、この例では、ローパスフィ
ルタ３６，３７のカットオフ周波数Ｆcを周波数Ｆ^*に比
例させるよう構成する。他の構成は、図１９に示す従来
の構成と同じである。この場合においても、前述したも
のと同様に、周波数Ｆ^*の上昇に伴ってローパスフィル
タ２３，３７のカットオフ周波数Ｆcが上昇するため、
フーリエ変換器３１のゲインＧ_Fが増加するため、制御
系全体の応答が速くなる。

【００９３】

【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、加振周波数に関係なく、制御系の応答を最適化で
き、また、応答性を向上させることができるという利点
が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成を示すブロック図で
ある。

【図２】第１実施例の振動制御装置のブロック線図であ
る。

【図３】同第１実施例のシミュレータの構成を示すブロ
ック図である。

【図４】第１実施例の変形例の構成を示すブロック図で
ある。

【図５】この発明の第２実施例の構成を示すブロック図
である。

【図６】同第２実施例の調整モード時におけるゲイン調
整器の動作を説明するためのフローチャートである。

【図７】同第２実施例の調整モード時においてゲイン調
整器に記憶される制御対象のゲインの逆数（１／Ｇ）を
示すグラフ図である。

【図８】同第２実施例の運転モード時におけるゲイン調
整器の動作を説明するためのフローチャートである。

【図９】同第２実施例の運転モード時における線形補間
を説明するためのグラフ図である。

【図１０】同第２実施例の変形例における運転モード時
におけるゲイン調整器の動作を説明するためのフローチ
ャートである。

【図１１】この発明の第３実施例を図１に示す第１実施
例に適用した場合の構成を示すブロック図である。

【図１２】同第３実施例におけるゲイン生成部の周波数
Ｆ^*に対して出力するゲインＧ_Fの特性を示すグラフ図で
ある。

【図１３】同第３実施例を図２に示す第１実施例に適用
した場合の構成を示すブロック図である。

【図１４】同第３実施例を図４に示す第１実施例の変形
例に適用した場合の構成を示すブロック図である。

【図１５】同第３実施例を図５に示す第２実施例に適用
した場合の構成を示すブロック図である。

【図１６】同第３実施例を図１９に示す従来の振動制御
装置に適用した場合の構成を示すブロック図である。

【図１７】従来の振動制御装置の構成を示すブロック図
である。

【図１８】図１７に示すフーリエ変換器２の構成を示す
ブロック図である。

【図１９】従来の他の振動制御装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２０】２慣性ねじり振動系のモデル構成を示す概念
図である。

【図２１】図２０に示す２慣性ねじり振動系の制御系の
構成を示すブロック図である。

【図２２】２慣性ねじり振動系において、トルクを加振
するときの数８に基づく制御対象のゲイン特性Ｇ_Tを示
す特性図である。

【図２３】２慣性ねじり振動系において、トルクを加振
するときの制御対象のゲイン特性Ｇ_Tの変動を示す特性
図である。

【図２４】２慣性ねじり振動系において、速度を加振で
制御するときの数１１に基づく制御対象のゲイン特性を
示す特性図である。

【図２５】２慣性ねじり振動系において、速度を加振で
制御するときの制御対象のゲイン特性Ｇωの変動を示す
特性図である。

【符号の説明】

２ フーリエ変換器（フーリエ変換手段） ３ フーリエ逆変換器（フーリエ逆変換手段） ４ 偏差検出器（偏差検出手段） １２ モータ（振動発生用モータ） １３ 検出器（制御量検出手段） １４ 駆動系（制御対象） ４０ シミュレータ（利得制御手段、制御対象模擬手
段） ８５ 関数発生器（利得制御手段、制御対象利得発生手
段） １００ ゲイン生成部（利得補正手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０５Ｄ 19/02 Ａ Ｈ０２Ｐ 5/41 ３０２ Ｑ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 振幅指令値と周波数指令値に対応した交
   流制御信号を発生し、この交流制御信号に応じた駆動電
   流を振動発生用モータに供給する振動制御装置におい
   て、 前記振動発生用モータに接続された制御対象から制御量
   を検出する制御量検出手段と、 前記制御量の振幅を算出するフーリエ変換手段と、 前記フーリエ変換手段が算出した振幅と前記振幅指令値
   との偏差を検出する偏差検出手段と、 前記周波数指令値および前記偏差検出手段の偏差に対応
   した交流制御信号を発生するフーリエ逆変換手段と、 前記制御対象の前記周波数指令値に応じた利得特性の変
   化を打ち消すように、当該装置の利得を制御する利得制
   御手段とを具備し、前記偏差が最小となるように制御を
   行うことを特徴とする振動制御装置。
2. 【請求項２】 前記利得制御手段は、前記制御対象の動
   作を決める定数と前記周波数指令値とから前記制御対象
   の利得を算出し、該制御対象の利得によって当該装置の
   利得を制御する制御対象模擬手段を有することを特徴と
   する請求項１記載の振動制御装置。
3. 【請求項３】 前記利得制御手段は、予め、離散的な周
   波数指令値に対して、前記制御対象の利得の変化を記憶
   しておき、実際の運転時には、前記周波数指令値に対応
   する前記制御対象の利得によって当該装置の利得を制御
   する制御対象利得発生手段を有することを特徴とする請
   求項１記載の振動制御装置。
4. 【請求項４】 前記周波数指令値の変化に比例させて前
   記利得制御手段による制御を補正する利得補正手段を具
   備することを特徴とする請求項１記載の振動制御装置。