振动控制系统和洗衣机的制作方法

本发明涉及用于对对象物的振动进行控制的振动控制系统和洗衣机的技术。

背景技术：

例如，专利文献1公开了一种洗衣机的减振装置，其“包括：配置在洗涤桶与外壳之间的线性电机和弹性体；检测所述线性电机的绕组中流通的电流，输出电流信号的电流检测部；检测所述线性电机的动子的相对位置，计算所述动子的移动距离的相对位置计算部；检测所述洗涤桶或所述外壳的相对加速度并输出相对加速度信号的相对加速度传感器；基于所述移动距离、所述相对加速度信号和所述弹性体的弹性常数来计算激振力信号的激振力计算部；基于所述激振力信号与目标振动值的差，输出指令q轴电流值的转矩控制部；和基于所述电流信号、和所述指令q轴电流值控制对所述绕组的供电的供电控制部”的(参考说明书摘要)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2011-182934号公报

技术实现要素：

发明要解决的技术问题

不过，专利文献1在减振装置中设置了检测洗衣机的振动的相对加速度传感器，所以会导致成本增加。

本发明鉴于这样的背景而提出，本发明的技术问题是，提供一种恰当地控制对象物的振动的低成本的振动控制系统和洗衣机。

解决问题的技术手段

为了解决上述问题，本发明特征在于，包括：驱动部，其包括动子和定子，并与能够振动的对象物连接；电流检测部，其检测所述驱动部中流动的电流的电流值；推算部，其基于所述电流检测部检测出的电流值，推算所述驱动部的所述动子与所述定子的相对加速度和/或相对位置；和推力调节部，其基于所述推算部推算出的所述相对加速度和/或所述相对位置，调节所述驱动部的推力。

其他的解决手段在后文中记载于实施方式中。

发明效果

根据本发明，能够提供一种恰当地控制对象物的振动的低成本的振动控制系统和洗衣机。

附图说明

图1是表示第一实施方式中使用的振动控制系统z的结构例的图。

图2是振动控制装置100中设置的直线致动器10的纵剖面立体图。

图3是图2的a-a线向视端面图。

图4是表示直线致动器10的固定方法的图(例1)。

图5是表示直线致动器10的固定方法的图(例2)。

图6是表示振动控制装置100设有的整流电路re和逆变器部40的结构的图。

图7是表示将3个直线致动器10b～10d(10)与整流电路re和逆变器部40连接的图。

图8是表示第一实施方式中使用的电流指令生成部70和电压指令生成部80的具体结构的图。

图9是表示加速度/位置推算部60中的加速度推算部610的具体结构例的图。

图10是表示加速度/位置推算部60中的位置推算部620的具体结构例的图。

图11是表示第二实施方式中使用的振动控制系统za的结构的图。

图12是表示第二实施方式中使用的电流指令生成部70a的结构的图。

图13是表示增益m*、k*的变化例的图。

图14是表示按照图13所示的例子进行了控制的情况下的结果的图。

图15是表示使增益m*或增益k*变化的其他例子的图。

图16是表示按照图15所示的例子进行了控制的情况下的结果的图。

图17是表示第三实施方式中使用的振动控制系统zb的结构例的图。

图18是表示第三实施方式中使用的电流指令生成部70b的结构例的图。

图19是表示使增益k*变化的情况下的对象物g的振动频率f与振动振幅绝对值的关系的图。

图20是表示第四实施方式中使用的振动控制系统zc的结构例的图。

图21是设置有振动控制装置100的洗衣机w的立体图。

图22是设置有振动控制装置100的洗衣机w的纵剖面图。

图23是表示第四实施方式中使用的整流电路re和逆变器部40的结构的图。

具体实施方式

接着，对用于实施本发明的方式(称为“实施方式”)，适当参考附图详细进行说明。各附图中，对于相同的构成要素标注相同的标记，适当省略说明。

《第一实施方式》

(振动控制系统z)

图1是表示第一实施方式中使用的振动控制系统z的结构例的图。

振动控制系统z用于对对象物g的振动进行减振，包括整流电路(整流部)re、振动控制装置100。

整流电路re将从交流电源e输入的交流电压转换为直流电压后输出。关于整流电路re将在后文中描述。

振动控制装置100以从整流电路re输入的直流电压为驱动源，对对象物g的振动进行减振。本实施方式中的减振指的是，对于正在共振频率下振动的对象物g，使其振动频率发生偏移。

(振动控制装置100)

接着说明对直线致动器(驱动部、第二驱动部)10进行控制的振动控制装置100的结构。

振动控制装置100包括直线致动器10、逆变器部(电力转换部)40、电流检测部50、加速度/位置推算部(推算部)60和推力调节部90。其中，推力调节部90包括电流指令生成部70和电压指令生成部80。

直线致动器10与对象物g连接(例如抵接)。而且，致动器10在输入的交流电压的作用下进行直线运动，并将运动传递至对象物g。关于直线致动器10将在后文中描述。

逆变器部40是基于来自电压指令生成部80的电压指令值v*，将整流电路re输入的直流电压转换为交流电压的逆变器。其中，逆变器部40假定是通过pwm(pulsewidthmodulation，脉冲宽度调制)进行控制的，但不限于此。关于逆变器部40将在后文中描述。

另外，对象物g中记载的双向箭头表示对象物g的振动。整流电路re中的“+”、“-”表示从整流电路re输出的电压的极性。

电流检测部50设置在逆变器部40的下游，检测逆变器部40中流动的电流，即直线致动器10中流动的电流的电流值i。

加速度/位置推算部60基于电流检测部50检测出的电流值i，推算直线致动器10的相对加速度am、相对位置xm。关于加速度/位置推算部60、相对加速度am、相对位置xm将在后文中描述。

电流指令生成部70基于加速度/位置推算部60推算出的相对加速度am、相对位置xm，生成电流指令值i**。关于电流指令生成部70将在后文中描述。

电压指令生成部80基于电流指令生成部70生成的电流指令值i**和电流检测部50检测出的电流值i，生成电压指令值v*。生成的电压指令值v*被输入至逆变器部40。关于电压指令生成部80将在后文中描述。

(直线致动器10)

接着，参考图2～图5说明直线致动器10。其中，图2～图5所示的直线致动器10仅为一例，也可以不具有图2～图5所示的结构。

图2是振动控制装置100中设置的直线致动器10的纵剖面立体图。

此处，如图2所示地规定xyz轴。而且，图2在x方向上仅图示了直线致动器10的一半，直线致动器10的结构是关于yx平面对称的。

直线致动器10包括作为电枢的定子11，和在z方向上延伸的板状的动子12。直线致动器10是利用定子11和动子12之间的z轴方向上的磁引力和斥力(即推力)，而使定子11与动子12的相对位置在z方向上直线变化的电动机。如后所述，在直线致动器10中，动子12和定子11中的某一方与对象物g连接。

定子11具有由电磁钢板层叠而成的铁芯11a，并在多处设有卷绕在该铁芯11a的磁极齿m上的绕组11b。

图3是图2的a-a线向视端面图。其中，图3在x方向上表示的不是直线致动器10的一半(参考图2)，而是图示了整个直线致动器10。

如图3所示，定子11的铁芯11a包括环状部n和磁极齿m(m1、m2)。

环状部n在纵剖面视图下呈环状(矩形框状)，由该环状部n构成磁回路。一对磁极齿m1、m2从环状部n向y方向内侧延伸，并彼此相对。并且，磁极齿m1、m2之间的距离比呈板状的动子12的厚度略长。磁极齿m1、m2上分别卷绕了绕组11b(11b1、11b2)。通过对该绕组11b供给电流，使定子11起到电磁体的作用。

图2所示的例子中，在z方向(动子12的移动方向)上设置了2对磁极齿m。并且，分别卷绕在2对磁极齿m上的绕组11b构成为一个绕组11b，其两端与逆变器部40(参考图1)的输出侧连接。

图3所示的动子12将呈环状的铁芯11a贯通，在z方向上延伸。如图2所示，动子12包括在z方向上延伸的多片金属板12a和在z方向上隔开规定间隔设置在金属板12a上的永磁体121b、122b、123b。其中，可以将多个永磁体粘贴在金属板12a上，也可以将多个永磁体埋设在金属板12a中。

图2所示的永磁体121b、122b、123b在y方向上磁化。更详细地说，在y方向的正向上磁化的永磁体(例如永磁体121b、123b)和在y方向的负向上磁化的永磁体(例如永磁体122b)在z方向上交替地配置。从而，利用动子12与作为电磁体发挥作用的定子11之间的引力和斥力，对动子12产生z方向的推力。其中，“推力”指的是使动子12与定子11的相对位置变化的力。

(直线致动器10的固定方法)

图4是表示直线致动器10的固定方法的图(例1)。

图4所示的例子中，直线致动器10的动子12的一端与对象物g连接，另一端经弹簧(弹性体)20固定在固定夹具(jig)j上。

此处，弹簧(弹性体)20是对动子12施加弹力的弹簧，被设置在动子12与固定夹具j之间。固定夹具j例如设置在地面等上。如图4所示，动子12贯通定子11。

图5是表示直线致动器10的固定方法的图(例2)。

图5的例子中，可以采用将直线致动器10a的定子11c的一端与对象物g连接，将另一端经弹簧(弹性体)20a固定在固定夹具j上的结构。并且，动子12a的一端与固定夹具j连接，另一端什么都不连接。

另外，图4和图5的例子采用了将定子11、11c的一端与对象物g连接的结构，但也可以利用螺钉等将定子11、11c的一端固定在对象物g上。

另外，虽然未图示，但也可以采用将弹簧(弹性体)和直线致动器10并列地固定在固定夹具j和对象物g上的结构。

此外，如图4和图5所示，可以将定子11和动子12中的一方与对象物g连接，利用磁吸力和斥力来使定子11与动子12的相对位置发生变化。

(整流电路re、逆变器部40)

图6是表示振动控制装置100设有的整流电路re和逆变器部40的结构的图。其中，整流电路re和逆变器部40是现有的技术。

此处，图6表示使用三相全桥逆变器控制2个直线致动器10的情况下的结构。将第一个直线致动器10记作直线致动器10b，将第二个直线致动器10记作直线致动器10c。

另外，在仅控制1个直线致动器10的情况下，逆变器部40使用单相全桥电路即可。

图1所示的逆变器部40基于来自电压指令生成部80的电压指令值v*，将整流电路re施加的直流电压转换为单相交流电压。然后，逆变器部40对直线致动器10的绕组11b(参考图2、图3)施加该单相交流电压。即，逆变器部40具有基于上述电压指令值v*对直线致动器10进行驱动的功能。

(整流电路re)

整流电路re是将交流电源e施加的交流电压转换为直流电压的公知的倍压整流电路。整流电路re包括将二极管d1～d4桥式连接而成的二极管桥式电路re1，和串联连接的2个平滑电容器ch。

于是，从二极管桥式电路re1施加的电压(包括脉动电流的直流电压)被平滑电容器ch平滑化，生成相当于交流电源e的电压的大致2倍的直流电压edc。

整流电路re经正侧的配线201a和负侧的配线201b与逆变器部40连接。图6中的“+”、“-”表示从整流电路re输出的电压的极性。

(逆变器部40)

逆变器部40将上述直流电压转换为单相交流电压，对直线致动器10b、10c的绕组11b(参考图2、图3)施加该单相交流电压。

作为逆变器部的开关元件s1～s6，例如使用igbt(insulatedgatebipolartransistor，绝缘栅双极晶体管)。在开关元件s1～s6上分别反向地并联连接有续流二极管d。另外，在使用igbt作为开关元件s1～s6，并且逆变器部40通过pwm控制来生成交流电压的情况下，igbt的栅极与未图示的脉冲发生部连接。脉冲发生部用于产生与图1所示的电压指令生成部80输出的电压指令值v*的值相应的占空比的脉冲。

逆变器部40在直线致动器10(即对象物g)的振动频率接近共振频率时成为on(即，工作)，除此以外成为off(即，不工作)。

开关元件s1与s2的连接点经配线201c与直线致动器10b的绕组11b连接。即，在三相逆变器部40的对应于一个相的桥臂上，连接一个直线致动器10b。

开关元件s5与s6的连接点经配线201e与直线致动器10c的绕组11b连接。即，在三相逆变器部40的对应于一个相的另一个桥臂上，连接另一个直线致动器10c。

即，图6表示了2个直线致动器10与对象物g接触的例子。

另外，直线致动器10b、10c优选以在相同方向上振动的方式与逆变器部40连接。

另外，开关元件s3与s4的连接点经配线201d与直线致动器10b的绕组11b连接，并且也与直线致动器10c的绕组11b连接。即，三相逆变器部40的余下的桥臂与直线致动器10b和直线致动器10c连接。

如上所述，并非与直线致动器10b、10c对应地分别设置逆变器部40，而是将直线致动器10b、10c共同地连接在一个逆变器部40上。采用这样的方式，能够削减逆变器部40的成本。于是，通过基于pwm控制来控制开关元件s1～s6的on/off，能够对直线致动器10b、10c的绕组11b施加单相交流电压。

电流检测部50检测供给到逆变器部40即直线致动器10b、10c中的电流的电流值i。电流检测部50设置在位于逆变器部40下游的配线201f上。即，利用电流检测部50检测直线致动器10b、10c的绕组11b中流动的电流的电流值i。不过，在开关元件s2、s3成为on的时刻，需要使电流检测部50检测出的电流值i反转。

另外，上述配线201f是将开关元件s2、s4、s6的发射极与配线201b连接的配线。

此处，当对象物g(参考图1)振动时，直线致动器10的定子11(参考图2)与动子12(参考图2)发生相对运动。于是绕组11b中产生感应电压。在该感应电压的作用下，逆变器部40、配线201f中流动的电流发生变化。这样的电流的变化被电流检测部50检测出来。

另外，也可以在配线201c～201e的至少一个上配置电流检测部50，以检测这些配线201c～201e中流动的电流(电流值i)。

图7是将3个直线致动器10b～10d(10)与整流电路re和逆变器部40连接的图。

图7所示的例子中，二极管d1与d2的连接点p1经配线201d与直线致动器10b的绕组11b(参考图2)连接。并且，二极管d1与d2的连接点p1还经该配线201d与直线致动器10c的绕组11b连接。其中，直线致动器10b和直线致动器10c的绕组11b也可以与二极管d3与d4的连接点连接。

另外，二极管d1与d2的连接点p1经配线201g与直线致动器10d的绕组11b连接。

即，直线致动器10b～10d与构成整流电路re的二极管桥式电路re1的输入侧连接。

进而，开关元件s3与s4的连接点p2经配线201h与直线致动器10d的绕组11b连接。即，在构成逆变器部40的三相全桥逆变器中的对应于一个相的第一桥臂上，连接直线致动器(第一直线致动器)10d。

配线201c和配线201e的连接与图6相同，故省略此处的说明。即，构成逆变器部40的三相全桥逆变器中的对应于另一个相的第二桥臂是与直线致动器(第二直线致动器)10b连接的。进而，对应于余下的一个相的第三桥臂与直线致动器(第三直线致动器)10c连接。此处，第一桥臂是由开关元件s3、s4构成的桥臂，第二桥臂是由开关元件s1、s2构成的桥臂，第三桥臂是由开关元件s5、s6构成的桥臂。

通过采用这样的连接，对于1个整流电路re和1个逆变器部40能够连接3个直线致动器10，能够抑制成本。

另外，也可以将4个以上的直线致动器10与1个逆变器部40和1个整流电路re连接。采用这样的方式能够抑制成本。

(加速度/位置推算部60、推力调节部90)

接着，参考图1对加速度/位置推算部60和推力调节部90进行说明。

加速度/位置推算部60和推力调节部90是本实施方式的特征部分。

图1所示的推力调节部90和加速度/位置推算部60包括cpu(centralprocessingunit，中央处理单元)、rom(readonlymemory，只读存储器)、ram(randomaccessmemory，随机访问存储器)和各种接口等电路构成。读取rom中存储的程序并将其展开到ram中，由cpu执行各种处理。

此处，参考图1说明各部的控制动作。

如上所述，当对象物g(参考图1)振动时，直线致动器10的定子11(参考图2)与动子12(参考图2)发生相对运动。于是绕组11b中产生感应电压。在该感应电压的作用下，图7所示的逆变器部40、配线201f中流动的电流发生变化。这样的电流的变化被电流检测部50检测出来。

图1中的加速度/位置推算部60基于电流检测部50检测出的电流的上述电流值i，推算直线致动器10的相对加速度am和/或相对位置xm。此处，直线致动器10的相对加速度am指的是图2所示的直线致动器10的定子11与动子12的相对加速度。同样，直线致动器10的相对位置xm指的是直线致动器10的定子11与动子12的相对值。另外，对于相对加速度am和相对位置xm，推算至少某一个即可。

设直线致动器10的电阻为r[ω]、电感为l[h]、感应电压为em[v]，则直线致动器10的电压方程式成为式(1)。另外，针对感应电压em将式(1)变形得到式(1a)。

v＝ri+l(di/dt)+em……(1)

em＝v-ri-l(di/dt)……(1a)

em＝ωm·ke……(2)

此处，v是施加在直线致动器10的绕组11b的端子之间的电压，i是直线致动器10中流动的电流(电流值i)。

加速度/位置推算部60使用电压指令生成部80的输出即电压指令值v*代替电压v，并且使用由电流检测部50检测出的电流值i(将电压指令值v*代入式(1a)的v)，来根据式(1a)推算感应电压em。

感应电压em与直线致动器10的动子12与定子11的相对速度ωm[m/s]成正比，满足式(2)的关系。此处，ke[v·s/m]是直线致动器10的感应电压常数。直线致动器10的感应电压常数ke、直线致动器10的电阻r、直线致动器10的电感l等可预先测得。

将式(2)变形为关于ωm的算式，得到以下的式(2a)。

ωm＝em/ke……(2a)

因此，在加速度/位置推算部60中，对根据式(1a)推算出的感应电压em基于式(2a)乘以感应电压常数ke的倒数，来推算相对速度ωm。之后，速度/位置推算部60通过对推算出的相对速度ωm进行时间微分(dωm/dt)来推算相对加速度am。此外，速度/位置推算部60通过对ωm进行时间积分来推算相对位置xm。根据式(1)、式(2)，相对加速度am和相对位置xm可由以下的式(3)、式(4)计算。

am＝(1/ke)[(dv/dt)-r(di/dt)-l(d²i/dt²)]……(3)

如图1所示，加速度/位置推算部60将推算出的相对加速度am、相对位置xm输出到电流指令生成部70。

图8是表示第一实施方式中使用的电流指令生成部70和电压指令生成部80的具体结构的图。

(电流指令生成部70)

首先说明电流指令生成部70的具体结构。

电流指令生成部70包括m*增益相乘部71、k*增益相乘部72、相加部73、电流指令值计算部74和电流指令限制部75。

首先，m*增益相乘部71对加速度/位置推算部60推算出的相对加速度am乘以规定的增益m*。其结果，m*增益相乘部71输出推力指令值tm*。推力指令值tm*指的是直线致动器10应当输出的推力。

同样，k*增益相乘部72对加速度/位置推算部60推算出的相对位置xm乘以规定的增益k*。其结果，k*增益相乘部72输出推力指令值tk*。

此处，增益m*是用于与相对加速度am相乘的比例增益，增益k*是用于与相对位置xm相乘的比例增益。关于增益m*、k*的含义将在后文中描述。在第一实施方式中，增益m*、k*是由设计者决定的值，是常数。

接着，相加部73将推力指令值tm*和推力指令值tk*相加，作为推力指令值t*输出。如上所述，只要计算推力指令值tm*和推力指令值tk*中的一个即可，所以将推力指令值tm*和推力指令值tk*中的某一个作为推力指令值t*输出。在推力指令值tm*和推力指令值tk*双方都被输入到相加部73的情况下，可以将推力指令值tm*和推力指令值tk*的平均值作为推力指令值t*输出。

电流指令值计算部74对从相加部73输入的推力指令值t*乘以直线致动器10的推力常数kt[n/a]的倒数，生成电流指令值i*。

在电流指令值i*大于直线致动器10和逆变器部40等的最大电流的情况下，电流指令限制部75对电流指令值i*施加限制，输出限制后的新的电流指令值i**。其中，电流指令限制部75能够省略。通过设置这样的电流指令限制部75，能够防止过大的电流在直线致动器10和逆变器部40中流动。

(电压指令生成部80)

接着说明电压指令生成部80。

电压指令生成部80包括相减部81、比例积分控制部82。

相减部81计算电流偏差值δi，该电流偏差值δi是电流指令限制部75生成的电流指令值i**与电流检测部50检测出的电流(电流值i)的差。

接着，比例积分控制部82对电流偏差值δi进行比例积分控制(pi(proportional-integral)控制)，由此计算并输出电压指令值v*。

通过进行这样的控制，实施了基于比例积分控制的反馈控制，由此控制成使得电流值i与电流指令值i**一致(收敛)。

另外，电压指令值v*也可以通过p(proportional)控制(比例控制)或pid(proportional-integral-differential)控制(比例积分微分控制)来计算。

当电流值i与电流指令值i**一致时，直线致动器10以设为目标的振幅和振动频率振动。

电压指令值v*被输入至未图示的脉冲发生部。脉冲发生部基于输入的电压指令值v*进行pwm控制，切换图6所示的开关元件s1～s6的on/off。采用这样的方式，对图7所示的配线201c～201e供给与电压指令值v*一致的经pwm控制的电压。

通过使用这样的比例积分控制部82，能够使用现有技术进行控制。

(加速度推算部610)

图9是表示加速度/位置推算部60中的加速度推算部610的具体结构例的图。

加速度推算部610包括感应电压推算部611、1/ke计算部612、相乘部613、微分运算部614。

感应电压推算部611基于电流检测部50检测出的电流值i和电压指令生成部80输出的电压指令值v*，计算上述式(1a)。即，感应电压推算部611将电压指令值v*代入到式(1a)的“v”中，并将电流值i代入到式(1a)的“i”中，计算因直线致动器10的定子11(参考图2)与动子12(参考图2)发生相对运动而产生的感应电压em。

1/ke计算部612从未图示的存储器等获取直线致动器10的感应电压常数ke，计算其倒数。

然后，在相乘部613中，将感应电压推算部611的输出(感应电压em)与1/ke计算部612的输出(1/ke)相乘。相乘部613输出的结果是将式(1a)代入到式(2a)的感应电压em中得到的结果，是直线致动器10的定子11与动子12的相对速度ωm。

接着，微分运算部614对相乘部613的输出结果即直线致动器10的定子11与动子12的相对速度ωm进行微分。由此，计算出定子11与动子12的相对加速度am(式(3))。

(位置推算部620)

图10是表示加速度/位置推算部60中的位置推算部620的具体结构例的图。

位置推算部620包括感应电压推算部621、1/ke计算部622、相乘部623、积分运算部624。

其中，位置推算部620中的感应电压推算部621、1/ke计算部622、相乘部623所进行的运算与图9所示的各部611～613相同，故省略此处的说明。

积分运算部624对相乘部623的输出结果即直线致动器10的定子11与动子12的相对速度ωm进行积分。由此，计算出定子11(参考图2)与动子12(参考图2)的相对位置xm(式(4))。

另外，式(3)和式(4)中的积分/微分运算会受到电流检测部50检测出的电流值i的误差、噪声、实际施加的电压v与电压指令生成部80的输出即电压指令值v*之间的误差等的影响。因此，也可以设置低通滤波器、高通滤波器。

＜第一实施方式的效果＞

根据第一实施方式，加速度/位置推算部60基于电流检测部50检测出的电流值i来推算并输出相对加速度am、相对位置xm。

电流指令生成部70基于相对加速度am、相对位置xm来计算推力指令值t*，进而计算电流指令值i**。然后，电压指令生成部80以使得电流检测部50检测出的电流值i跟踪电流指令值i**的方式进行反馈控制。

此处，对增益m*和增益k*进行说明。

此处，设想这样的情况，即，利用弹簧常数为k[n/m]的弹簧和衰减系数为c[ns/m]的减振器来并列地支承质量为m[kg]的物体，构成单自由度的一般的振动系统，并且该振动系统被施加了激振力f。

设位移量为x[m]，则运动方程式由以下的式(5)给出，其共振频率ωn[rad/s]由式(6)给出。

m(d²x/dt²)+c(dx/dt)+kx＝f……(5)

ωn＝(k/m)^1/2……(6)

根据式(6)，共振频率ωn由质量m和弹簧常数k决定。

例如，设图1所示的对象物g为洗衣机，洗衣机在洗涤、漂洗、干燥时洗涤桶的旋转速度是时刻变化的。随着该旋转速度的变化，洗涤桶的振动的频率也发生变化。因此，当洗涤桶的旋转速度接近共振频率ωn时，洗涤桶的振动增大，该振动会传播到洗衣机主体上。

此处，用于与相对加速度am相乘的增益m*相当于运动方程式f＝ma中的质量m。同样，用于与相对位置xm相乘的增益k*相当于固定在弹簧上的质点受到的力f＝-kx中的弹簧常数k。

根据第一实施方式，推力指令值t*是对直线致动器10的相对加速度am、相对位置xm乘以规定的增益m*、k*而计算出的。即，能够通过调节与运动方程式中的质量相当的增益m*来控制要产生的力(推力)，并通过增益k*来与弹簧常数(弹性系数)相当地控制要产生的力(推力)。换言之，设定增益m*、k*相当于使洗衣机的质量、弹簧20(参考图4)或者弹簧20a(参考图5)的弹簧常数发生变化。

不过，增益m*与实际的质量m不同。同样地，增益k*与实际的弹簧20(参考图4)、弹簧20a(参考图5)的弹簧常数k不同。

即，增益m*、k*是如上所述由设计者决定的值，被设定为比实际的质量m、弹簧常数k大的值或者小的值。

由此，相加部73输出的推力指令值t*成为与直线致动器10实际输出的推力相比更大的推力或者更小的推力。从而，与直线致动器10连接的对象物g的振动产生偏移，能够使对象物g的振动偏离共振频率。

具体而言，通过使用增益m*、k*，能够使对象物g的振动频率成为以下式(7)所示的频率ωn。

ωn＝[(k-k*)/(m-m*)]^1/2……(7)

其中，式(7)是在推算出的相对加速度am和相对位置xm与真值相等，正确地输出了推力指令值t*的理想条件下成立的。

采用这样的方式，如果对象物g是洗衣机，则能够使共振频率ωn远离洗涤桶的旋转速度。从而，能够提供低振动且低噪音的洗衣机。进而，如果对象物g是洗衣机，则根据第一实施方式，能够在高速驱动时降低传递到地板上的力。

另外，根据第一实施方式，作为传感器仅需要电流检测部50即电流传感器。即，第一实施方式无需设置检测动子12(参考图2、图3)的相对加速度、相对位置、速度的传感器。

即，对象物g的振动引起直线致动器10产生感应电压em，根据因该感应电压em导致的电流变化检测对象物g的振动，并基于电流变化进行对象物g的减振。即，由于将直线致动器10用作加速度传感器和振动传感器，故无需设置加速度传感器、振动传感器。

而若安装了较多的传感器，则1个传感器发生故障时，系统将整体停止。并且，要查明是哪个传感器发生了故障也是不容易的。

根据第一实施方式，作为传感器仅需要电流检测部50即电流传感器，所以能够降低振动控制系统z因传感器故障而停止的概率。并且容易查明是哪个传感器发生了故障。

采用这样的方式，第一实施方式的振动控制系统z能够实现低成本化。另外，直线致动器10的构成要素(定子11、动子12)几乎不发生损伤和磨损，所以能够提高振动控制系统z的持久性。

另外，如图6、图7所示，对多个直线致动器10施加的单相交流电压由一个逆变器部40生成。采用这样的方式，与设置2个逆变器部的结构相比，能够实现低成本化。

于是，振动控制系统z能够以比较简单的结构来恰当地抑制对象物g的振动。

第一实施方式的振动控制系统z包括电流指令生成部70，其基于相对加速度am和/或相对位置xm，生成并输出用于提供给逆变器部40的电流指令值i**。并且，振动控制系统z包括电压指令生成部80，其以使得电流检测部50检测出的电流与电流指令一致的方式，生成电压指令值v*。由于具有这样的结构，能够容易地进行对象物g的振动控制。

在第一实施方式中，电流指令生成部70对相对加速度am和/或相对位置xm乘以规定的增益m*、k*。采用这样的方式，振动控制系统z虚拟地改变洗衣机的质量和弹簧20、20a的弹簧常数，使振动频率发生变化。即，通过采用这样的结构，能够基于电流值i来容易地使对象物g的振动频率发生变化。

《第二实施方式》

接着参考图11～图16说明本发明的第二实施方式。

(振动控制系统za)

图11是表示第二实施方式中使用的振动控制系统za的结构的图。

图11所示的振动控制系统za与图1所示的振动控制系统z的不同点在于，图1的电流指令生成部70变成了振动控制装置100a的推力调节部90a的电流指令生成部70a。关于电流指令生成部70a将在后文中描述。

除此以外的结构与图1相同，故标注相同的标记并省略说明。

(电流指令生成部70a)

图12是表示第二实施方式中使用的电流指令生成部70a的结构的图。

图12所示的电流指令生成部70a与图8所示的电流指令生成部70的不同之处在于，m*增益相乘部71变成了m*增益相乘部71a，k*增益相乘部72变成了k*增益相乘部72a。

m*增益相乘部71a与图8的m*增益相乘部71的不同点在于，增益m*是可变的。同样，k*增益相乘部72a与图8的k*增益相乘部72的不同点在于，增益k*是可变的。

除此以外的结构与图8相同，故标注与图8相同的标记，省略说明。

如上所述，第二实施方式与第一实施方式的不同点在于，在根据加速度/位置推算部60的输出来生成推力指令值t*时，改变增益m*、k*的大小。

(关于可变增益)

图13是表示增益m*、k*的变化例的图。

在图13所示的例子中，增益m*、k*随相对加速度am或相对位置xm的极性而变化。图13所示的例子中，在相对加速度am或相对位置xm为负时，与相对加速度am或相对位置xm为正的情况相比，增益m*、k*为较小的值。

图14是表示按照图13所示的例子进行了控制的情况下的结果的图。

图14中，虚线表示因对象物g的振动而发生的直线致动器10的相对加速度am、相对位置xm的时间变化。实线表示为了抑制对象物g的振动而在直线致动器10中流动的电流值i的时间变化。

如图13所示按如下方式进行控制，即，在相对加速度am或相对位置xm为负时，与相对加速度am或相对位置xm为正的情况相比，使增益m*、k*成为较小的值。因此，如图14所示，电流值i在为负值的情况下比为正值的情况下小(绝对值的大小)。这样，即使改变增益m*、k*，也能够恰当地抑制对象物g的振动。

此处，实际上相对加速度am、相对位置xm是跟踪电流(电流值i)的变化而动作的。但是，由于受到对象物g、直线致动器10的结构的影响，所以动作非常复杂，因此在图14中并未表示实际控制后的相对加速度am、相对位置xm的动作。但是，如上所述，因为是跟踪电流(电流值i)的变化而动作的，所以在相对加速度am、相对位置xm为负时，与相对加速度am或相对位置xm为正的情况相比，振动振幅减小。

通过进行这样的控制，例如在直线致动器10的下方和上方的空间狭窄的情况下，能够减小该空间中的振动振幅。

图15是表示使增益m*或增益k*变化的其他例子的图。

在相对加速度am、相对位置xm为零附近时，相对加速度am、相对位置xm的极性会因噪声等而交替地改变，有时会有损减振性能。即，在相对加速度am、相对位置xm为零附近时，电流值i也为零附近。因此，与电流值i相比噪声的比例增大。即，sn(signaltonoise)比减小。

于是，如图15所示，在相对加速度am、相对位置xm为零附近时，设置使增益m*、k*为0的死区。

其中，图15中增益m*、k*的死区的正侧的宽度不同于负侧的宽度，但也可以为相同的宽度。

图16是表示按照图15所示的例子进行了控制的情况下的结果的图。

图16也与图14同样，虚线表示因对象物g的振动而发生的直线致动器10的相对加速度am、相对位置xm的时间变化。实线表示为了抑制对象物g的振动而在直线致动器10中流动的电流值i的时间变化。

在如图15所示地使增益m*、k*变化的情况下，相对加速度am、相对位置xm与电流值i的关系成为如图16所示的关系。即，在相对加速度am、相对位置xm为零附近时，电流值i为零。

此处，实际上相对加速度am、相对位置xm是跟踪电流(电流值i)的变化而动作的。但是，由于受到对象物g、直线致动器10的结构的影响，所以动作非常复杂，因此在图16中并未表示实际控制后的相对加速度am、相对位置xm的动作。但是，如上所述，因为是跟踪电流(电流值i)的变化而动作的，所以相对加速度am、相对位置xm被控制为成为大致跟踪电流值i的动作。

采用这样的方式，能够避免在电流值i的sn比小的位置进行控制。由此，能够恰当地抑制对象物g的振动。另外，图16所示的电流(电流值i)能够通过m*增益相乘部71a、k*增益相乘部72a中的增益m*、k*的控制和电流指令值计算部74的控制等来实现。

＜效果＞

第二实施方式能够利用m*增益相乘部71a、k*增益相乘部72a改变增益m*、k*的大小。采用这样的方式，能够根据相对加速度am、相对位置xm的极性和大小等改变电流指令值i**。即，能够根据对象物g的振动的大小、方向、振动空间，来相应地提供恰当的减振控制。

《第三实施方式》

接着参考图17～图19说明本发明的第三实施方式。

(振动控制系统zb)

图17是表示第三实施方式中使用的振动控制系统zb的结构例的图。

图17所示的振动控制系统zb与图1所示的振动控制系统z的不同点在于以下2点。

(1)振动控制装置100b的推力调节部90b中的电流指令生成部70b从对象物g获取与对象物g的振动频率f相关的信息(振动频率信息)。其中，在对象物g是旋转体的情况下，也可以获取旋转频率代替振动频率f。

例如，如果对象物g是洗衣机，则电流指令生成部70b根据用于使洗涤桶旋转的电动机的旋转指令，或利用设置在电动机上的检测电动机的旋转角度的传感器，来检测可使洗涤桶产生振动频率f的旋转频率。

(2)电流指令生成部70b输出的电流指令值i**是基于加速度/位置推算部60计算出的相对加速度am、相对位置xm和取得的振动频率信息进行限制而得到的。关于电流指令生成部70b将在后文中描述。

其他结构与图1相同，故标注与图1相同的标记并省略说明。

(电流指令生成部70b)

图18是表示第三实施方式中使用的电流指令生成部70b的结构例的图。

图18所示的电流指令生成部70b与图8的不同点在于以下4点。

(1)代替m*增益相乘部71设置有推力指令生成部76a。

(2)代替k*增益相乘部72设置有推力指令生成部76b。

(3)包括供推力指令生成部76a、76b分别参照的表77a、77b。在表77a中关联地保存了相对加速度am、振动频率f、对象物g的质量、推力指令值tm*等。在表77b中关联地保存了相对位置xm、振动频率f、对象物g的质量、推力指令值tk*等。在对象物g是洗衣机的情况下，对象物g的质量是洗衣机的质量和洗涤物的质量。根据情况的不同，直线致动器10的质量有时也包括在对象物g的质量中。

(4)推力指令生成部76a基于输入的相对加速度am、振动频率信息，参照表77a输出对应的推力指令值tm*。同样，推力指令生成部76b基于输入的相对位置xm、振动频率信息，参照表77b输出对应的推力指令值tk*。

这样，推力指令生成部76a以相对加速度am、振动频率信息作为输入，输出推力指令值tm*。这实质上就是在控制增益m*。后文有时会适当地表述为推力指令生成部76a在控制增益m*。

同样，推力指令生成部76b以相对位置xm、振动频率信息作为输入，输出推力指令值tk*。这实质上就是在控制增益k*。后文有时会适当地表述为推力指令生成部76b在控制增益k*。

另外，也可以将表77a、77b合并为1个表，使推力指令生成部76a、76b参照该表。

其他结构具有与图8所示的电流指令生成部70同样的结构，故标注与图8相同的标记并省略说明。

图19是表示使增益k*变化的情况下的对象物g的振动频率f与振动振幅绝对值的关系的图。

波形501是不对直线致动器10通电的情况(不进行减振控制的情况)下的波形。即，不通电的情况下，根据式(6)的关系，在共振频率ωn处，振动振幅成为最大。

波形502、波形503表示利用第一实施方式的方法对直线致动器10进行了控制的结果。

此处，波形502表示以减小共振频率的方式设定了增益k*的情况下的波形。

波形503表示以增大共振频率的方式调整了增益k*的情况下的波形。

波形504是基于第三实施方式对直线致动器10进行了控制的结果。具体而言，在振动频率f小于波形501的共振频率ωn的情况下，以使得共振频率增大(成为波形503)的方式控制增益k*。在振动频率f增大并超过波形501的共振频率ωn后(比共振频率ωn更大时)，以使得共振频率减小(成为波形502)的方式调整增益k*。

图19表示的是增益k*受到控制的情况，不过增益m*也可同样地控制。

这样，通过使用来自对象物g的振动频率信息来改变增益m*或增益k*，能够恰当地降低振动振幅。

＜效果＞

根据第三实施方式，能够基于对象物g的振动频率信息来生成推力指令值t*，抑制共振频率附近的振动的增大。例如，在对象物g是洗衣机w的情况下，取决于洗涤桶中的洗涤物的多少，存在即使产生的是相同振动频率的振动，直线致动器10的相对加速度也不同的情况。第三实施方式对于这样的状况也能够应对。即，能够提供一种减振性能高的振动控制系统zb。

《第四实施方式》

接着参考图20～图23说明本发明的第四实施方式。

第四实施方式表示将第一～第三实施方式的振动控制系统z应用于洗衣机w的例子。

(振动控制系统z)

图20是表示第四实施方式中使用的振动控制系统zc的结构例的图。

其中，图20与图1的振动控制系统z的不同点在于，作为图1的对象物g，洗涤桶w的外桶37设置于直线致动器10。

而整流电路re是洗衣机w原本设有的。

如图20所示，整流电路re与逆变器部40连接，并且也与对电动机(第一驱动部)38b供给电力的逆变器部38a连接，其中电动机38了用于使洗涤桶35(参考图22)旋转。

其他结构与图1相同，故标注与图1相同的标记并省略说明。

(洗衣机w)

图21是设置有振动控制装置100的洗衣机w的立体图。

因为振动控制装置100被设置在洗衣机w的内部，所以图21中并未图示振动控制装置100。

图21所示的洗衣机w是滚筒式的洗衣机w，并具有衣物干燥功能。洗衣机w包括底座31、外壳32、门33、操作/显示面板34和排水软管h。

底座31支承外壳32。

外壳32包括左右侧板32a、前面罩32b、背面罩32c(参考图22)和顶面罩32d。在前面罩32b的中央附近，形成有用于取放衣物的圆形的投入口h1(参考图22)。

门33是设置于上述投入口h1的可开闭的盖。

操作/显示面板34是设置有电开关、操作开关、显示器等的面板，其设置在顶面罩32d上。

排水软管h是用于排出外桶37(参考图22)中的洗涤水的软管，其与外桶37连接。

图22是设置有振动控制装置100的洗衣机w的纵剖面图。洗衣机w除上述结构之外，还包括洗涤桶35、提升筋36、外桶37、驱动机构38和送风单元39。

洗衣机w还设置有控制用微计算机c。控制用微计算机c控制洗衣机w的各部，包括图20所示的逆变器部40、加速度/位置推算部60、推力调节部90等。另外，对于表示控制用微计算机c进行的控制的控制线，为了防止图变得繁杂，省略了图示。

另外，图22省略了交流电源e、整流电路re的图示。

洗涤桶35收纳衣物，呈有底圆筒状。洗涤桶35被包围在外桶37内，以能够与该外桶37同轴自由旋转的方式被轴支承。在洗涤桶35的周壁和底壁上，设置有大量用于通水/通风的贯通孔(未图示)。另外，洗涤桶35的开口h2与外桶37的开口h3一同面向关闭状态的门33。

图22所示的例子中，洗涤桶35的旋转中心轴以开口侧较高的方式倾斜，但不限于此。即，洗涤桶35的旋转中心轴可以为水平方向，也可以为铅垂方向。

提升筋36在洗涤和干燥过程中将衣物提升并使其摔落，被设置在洗涤桶35的内周壁上。

外桶37进行洗涤水的贮存等，呈有底圆筒状。如图22所示，外桶37将洗涤桶35包围在内。在外桶37的左右均分别设置有直线致动器10(定子11、动子12)和弹簧20。图6表示了2个直线致动器10中的一个。

外桶37的底壁的最下部设置有排水孔(未图示)，在该排水孔上连接有排水软管h。从而，在设于排水软管h中的排水阀(未图示)关闭的状态下洗涤水被贮存在外桶37中，并通过打开排水阀来将洗涤水排出。

驱动机构38是使洗涤桶35旋转的机构，其被设置在外桶37的底壁的外侧。驱动机构38包括图20所示的用于驱动电动机38b的逆变器部38a和电动机38b。驱动机构38的电动机38b(参考图20)的旋转轴贯通外桶37的底壁，与洗涤桶35的底壁连结。

送风单元39对洗涤桶35吹送热风，其被配置在洗涤桶35的上侧。送风单元39包括加热器(未图示)和风扇(未图示)。从而，经加热器加热后的空气被风扇吹送到洗涤桶35中。由此，含有水分的衣物在洗涤桶35内逐渐干燥。

(整流电路re、逆变器部40)

图23是表示第四实施方式中使用的整流电路re和逆变器部40的结构的图。

图23与图6的不同点在于，如上所述，整流电路re的输出被供给至逆变器部40，并且被供给至对电动机38b——该电动机38b用于使洗涤桶35(参考图22)旋转——供给三相交流电压的电动机驱动用的逆变器部38a。采用这样的方式，无需另行准备整流电路re，能够降低成本。

其他结构与图6相同，故标注相同的标记并省略说明。

另外，整流电路re如上所述是洗衣机w原本设有的。

此处，图20～图23表示了将第一实施方式的振动控制系统z应用于洗衣机w的例子，但也可以应用第二实施方式的振动控制系统za、第三实施方式所示的振动控制系统zb。

＜效果＞

根据第四实施方式，逆变器部40和逆变器部38a共用整流电路re。即，能够将洗衣机w原本设有的整流电路re转用于直线致动器10的控制。由此，能够提供一种具备低成本的振动控制系统z的洗衣机w。并且，即使在转速、洗涤物的重量复杂变化的洗衣机w中，也能够降低振动。

另外，各实施方式如图4、图5所示，在直线致动器10与固定夹具j之间设置了弹簧20、20a，但不限于此。例如，也可以代替弹簧20，应用使用了橡胶或液压的机构。

另外，第四实施方式对利用振动控制装置100等进行洗衣机w的振动控制的结构进行了说明，但不限于此。例如，除了空调或冰箱等家电产品，对于铁道车辆或机动车、建筑机械、建筑物、电梯、压缩机等会发生振动的物体，都能够应用本发明的第一～第三实施方式。

另外，各实施方式说明了利用单相交流电力来驱动直线致动器10的结构，但例如也可以利用三相交流电力来驱动直线致动器10。

本发明不限于上述实施方式，包括各种变形例。例如，上述实施方式为了使本发明易于理解而详细进行了说明，但并不限定于必须具备所说明的全部结构。能够将某个实施方式的结构的一部分置换为其他实施方式的结构，也能够在某个实施方式的结构上添加其他实施方式的结构。并且，对于各实施方式的结构的一部分，能够追加、删除、置换其他结构。

此外，上述各结构、功能、各部60、90、存储部等的一部分或全部例如可以通过进行集成电路设计等而由硬件实现。另外，如图4所示，上述各结构、功能等，也可以通过由cpu等处理器解释并执行实现各功能的程序而由软件实现。实现各功能的程序、表77a、77b、文件等信息，除了保存在hd(harddisk)中以外，也能够保存在存储器、ssd(solidstatedrive)等记录装置、或者ic(integratedcircuit)卡、sd(securedigital)卡、dvd(digitalversatiledisc)等记录介质中。

此外，各实施方式中控制线和信息线表示了说明上必要的部分，并不一定表示了产品上全部的控制线和信息线。实际上也可以认为几乎全部结构都相互连接。

附图标记说明

10、10a～10d直线致动器(驱动部、第二驱动部)

11、11a定子

12、12a动子

35洗涤桶

37外桶

38a洗衣机的逆变器部

38b电动机(第一驱动部)

40振动控制装置的逆变器部(电力转换部)

50电流检测部

60加速度/位置推算部(推算部)

70、70a、70b电流指令生成部

71、71am*增益相乘部

72、72ak*增益相乘部

74电流指令值计算部

75电流指令限制部

76a、76b推力指令生成部

77a、77b表

80电压指令生成部

82比例积分控制部

90、90a、90b推力调节部

100、100a、100b振动控制装置

e交流电源

g对象物

re整流电路(整流部)

re1二极管桥式电路

w洗衣机

z、za振动控制系统