(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷を駆動する電動機と、外部からの電動機角指令と電動機からの回転位置情報とにより電動機への加速度指令の制御を行なうフィードバック制御器と、フィードバック制御器からの加速度指令により、電動機への電力を供給するトルク制御器と、電動機への加速度指令と電動機からの回転位置情報とより、電動機と負荷の状態量を推定するオブザーバとを備えた負荷駆動システムの電動機位置決め制御方法において、
前記電動機角指令と、前記電動機の状態量と、前記オブザーバで推定された前記電動機と前記負荷との状態量とから複数の状態量を求め、求められた複数の負荷の状態量からなる基準状態量面を用いて、該複数の状態量より計算された値の正負によって計算されたスライディングモード補償量を切換え、前記フィードバック制御器にスライディングモード制御を行なうことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【請求項２】
請求項１記載の電動機の位置決め制御方法において、負荷指令に対する負荷角の伝達関数から負荷の規範応答を決定し、負荷の応答が前記規範応答に沿うように、前記スライディングモード制御の切換面を負荷角偏差、負荷角速度、および負荷角加速度に選定したことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【請求項３】
請求項１記載の電動機の位置決め制御方法において、負荷指令に対する負荷角の伝達関数から負荷の規範応答を決定し、負荷の応答が前記規範応答に沿うように、前記スライディングモード制御の切換面を負荷角偏差、負荷角速度偏差、および負荷角加速度に選定したことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【請求項４】
請求項１記載の電動機の位置決め制御方法において、負荷指令に対する負荷角の伝達関数から負荷の規範応答を決定し、負荷の応答が前記規範応答に沿うように、前記スライディングモード制御の切換面を負荷角偏差、負荷角速度偏差、および負荷角加速度偏差に選定したことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【請求項５】
請求項１記載の電動機の位置決め制御方法において、負荷指令に対する負荷角の伝達関数から負荷の規範応答を決定し、負荷の応答が前記規範応答に沿うように、前記スライディングモード制御の切換面を負荷角偏差、負荷角速度、負荷角加速度、および負荷角加速度の微分値に選定したことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【請求項６】
請求項１記載の電動機の位置決め制御方法において、負荷指令に対する負荷角の伝達関数から負荷の規範応答を決定し、負荷の応答が前記規範応答に沿うように、前記スライディングモード制御の切換面を負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度、および負荷角加速度の微分値に選定したことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【請求項７】
請求項１記載の電動機の位置決め制御方法において、負荷指令に対する負荷角の伝達関数から負荷の規範応答を決定し、負荷の応答が前記規範応答に沿うように、前記スライディングモード制御の切換面を負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度偏差、および負荷角加速度の微分値に選定したことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【請求項８】
請求項１記載の電動機の位置決め制御方法において、負荷指令に対する負荷角の伝達関数から負荷の規範応答を決定し、負荷の応答が前記規範応答に沿うように、前記スライディングモード制御の切換面を、負荷角偏差、負荷角速度、負荷角加速度、負荷角加速度の微分値、および負荷角加速度の２階微分値に選定したことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【請求項９】
請求項１記載の電動機の位置決め制御方法において、負荷指令に対する負荷角の伝達関数から負荷の規範応答を決定し、負荷の応答が前記規範応答に沿うように、前記スライディングモード制御の切換面を、負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度、負荷角加速度の微分値、および負荷角加速度の２階微分値に選定したことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【請求項１０】
請求項１記載の電動機の位置決め制御方法において、負荷指令に対する負荷角の伝達関数から負荷の規範応答を決定し、負荷の応答が前記規範応答に沿うように、前記スライディングモード制御の切換面を、負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度偏差、負荷角加速度の微分値、および負荷角加速度の２階微分値に選定したことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【請求項１１】
請求項１および請求項２から請求項１０のいずれか１項に記載の電動機の位置決め制御方法において、前記負荷の状態量が、前記スライディングモード制御の切換面から所定の範囲内にある場合には、前記スライディングモード制御の補償量を等価制御入力としたことを特徴とする電動機の位置決め制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は，ロボット、ＮＣ等の駆動用電動機の位置決め制御に関し、特に制御対象の条件の変動に対して正確で安定した制御を行なうためのスライディングモード制御を用いた位置決め制御に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来用いられていたこの種の位置決め制御は、一般に図２のブロック図にて示す構成のものが採用されていた。即ち図２において符号２０１で示されるものは位置ゲインブロックであり、電動機角指令θmrefと電動機の出力である電動機角θm との偏差に位置ゲインｋｐを乗算する。２０２は速度ゲインブロックで、位置ゲインブロック２０１の出力から電動機角速度（電動機角θm の微分値）を減算した値に速度ゲインｋｖを乗算する。２０３は電流アンプを含むトルク制御ブロックで、速度ゲインブロック２０２で計算された電動機角加速度指令Ｕref を電動機への電流指令Ｉref に変換して出力する。２０４はトルク定数ブロック、２０５は電動機イナーシャブロック、２０６は積分部で電動機角速度を電動機角に変換する。２０７は減速比ブロックで電動機出力である電動機角を減角する。２０８は減速機のバネ定数ブロックで減速比ブロック２０７の出力から負荷角θL を減算した値が入力される。２０９は負荷イナーシャブロック、２１０は積分ブロックで負荷角加速度を負荷角θL に変換して出力する。２１１は電動機角を電動機角速度に変換する微分ブロック、２１２は減速比で表されるブロックで負荷から電動機へ働く軸ねじれトルクを表している。
【０００３】
さらに、低剛性対象に対しては負荷の振動特性を向上させるため、電動機への角加速度指令Ｕref と電動機の出力である電動機角θm より、負荷あるいは電動機角と負荷角の差であるねじれ角等の状態量を推定し、その値にフィードバックゲインＫｓを乗算して電動機角速度指令から減算するオブザーバフィードバックが用いられている。図中２１３はオブザーバブロックで２１４は推定した状態量のフィードバックゲインブロックである。ここで「オブザーバ」とは一つの線形動的システムでシステムの入力と出力の測定値とを入力として、もとのシステムの全状態をを復元する機能を持つ動的装置となっており、一般に公知のものである（「動的システム入門」Ｄ．Ｇ．ルーエンバーガ著）。
なお、位置ゲインブロック２０１、速度ゲインブロック２０２、および微分ブロック２１１はフィードバック制御器に属し、トルク制御ブロック２０３はトルク制御器に属し、トルク定数ブロック２０４、電動機イナーシャブロック２０５、積分部は電動機に属し、減速比ブロック２０７、バネ定数ブロック２０８、負荷イナーシャブロック２０９、積分ブロック２１０、および減速比ブロック２１２は負荷に属し、オブザーバブロック２１３およびフィードバックゲインブロック２１４はオブザーバに属する。
【０００４】
図中の各ブロック内の記号は、ロボットのアーム制御の例について同図中に説明されている。
以下に図２に示すオブザーバの計算式を示す。このオブザーバは、電動機角
θm 、電動機角速度
【０００５】
【外１】
0003656663.tif 000002
【０００６】
、ねじれ角θs 、ねじれ角速度
【０００７】
【外２】
0003656663.tif 000003
【０００８】
、外乱ｄを推測する全次元オブザーバの構成としている。
【０００９】
【数１】
0003656663.tif 000004
【００１０】
ただし、
【００１１】
【数２】
0003656663.tif 000005
【００１２】
ただし、
Ｕref は電動機の角加速度指令、Ｇはオブザーバフィードバックゲインである。
＾は状態変数の推定値、 Tは転置行列を表す。
このオブザーバをＤＳＰ等で計算する場合には、Ａ、Ｂ行列を離散化した行列、また離散値系の極配置より決定したＧ行列に変形し逐次計算を行なう必要がある。
また、スライディングモード制御を用いた電動機の制御方法として、特開平３−１１８６１８号公報で開示された方式がある。これは、電動機と電動機により駆動される負荷の制御を行なうもので、電動機角と負荷角の差であるねじれ角とその微分値のねじれ角速度からなるスライディングモード切換面を設定してスライディングモード制御を行ない負荷応答の制振効果を向上させたものである。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
ところがオブザーバフィードバックにより制御性能を向上させる場合、オブザーバの計算に用いる制御対象モデルを正確に同定する必要がある。ところが、実機の制御対象をモデル化する時に粘性摩擦を無視したり、ロボットのように姿勢による負荷イナーシャの変動や減速機バネ定数の変動により、オブザーバの制御対象モデルが実機とずれるという問題がある。
このようにモデル化誤差や制御対象のパラメータ変動等により、オブザーバにより推定した状態量が実機の状態量とずれるため、これをフィードバックすることにより制御系が当初目標とした応答ができない、あるいは制御系が不安定になるという問題がある。
【００１４】
また、上述の従来のスライディングモード制御を用いた制御方法では、負荷応答の制振効果は向上しているが、可変ゲインがフィードバックゲインのみであるため負荷の振動を完全に抑制することはできず、モータへの移動指令に対する対象機械の位置の伝達関数にはバネ定数や負荷イナーシャが含まれているため、バネ定数や負荷イナーシャが変動すれば応答が変動し、オーバーシュートを発生する等の問題がある。
本発明の目的は、制御対象の負荷の状態値が変動しても正確で安定した制御が可能なスライディングモード制御を用いた駆動電動機の位置決め制御方法を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明のスライディングモードを用いた位置決め制御方法は、
負荷を駆動する電動機と、外部からの電動機角指令と電動機からの回転位置情報とにより電動機への加速度指令の制御を行なうフィードバック制御器と、フィードバック制御器からの加速度指令により、電動機への電力を供給するトルク制御器と、電動機への加速度指令と電動機からの回転位置情報とより、電動機と負荷の状態量を推定するオブザーバとを備えた負荷駆動システムの電動機位置決め制御方法において、電動機角指令と、電動機からの回転位置情報と、オブザーバで推定された電動機と負荷との状態量とから複数の状態量を求め、求められた複数の状態量からなる基準状態量面を用いて、該複数の状態量より計算された値の正負によって計算されたスライディングモード補償量を切換え、フィードバック制御器にスライディングモード制御を行なう。
【００１６】
スライディングモード制御の切換面を、次の状態量の組合せとしてもよい。
１．負荷角偏差、負荷角速度、および負荷角加速度
２．負荷角偏差、負荷角速度偏差、および負荷角加速度
３．負荷角偏差、負荷角速度偏差、および負荷角加速度偏差
４．負荷角偏差、負荷角速度、負荷角加速度、および負荷角加速度の微分値
５．負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度、および負荷角加速度の微分値
６．負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度偏差、および負荷角加速度の微分値
７．負荷角偏差、負荷角速度、負荷角加速度、負荷角加速度の微分値、および負荷角加速度の２階微分値
８．負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度、負荷角加速度の微分値、および負荷角加速度の２階微分値
９．負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度偏差、負荷角加速度の微分値、および負荷角加速度の２階微分値
また、負荷の状態量が、スライディングモード制御の切換面から所定の範囲内にある場合には、スライディングモード制御の補償量を等価制御入力としてもよい。
【００１７】
【作用】
上述の解決手段によって、負荷の状態量がスライディングモード切換面に拘束されるため、負荷の応答をあらかじめ設定した切換面で表される目標応答に一致させることができ、高速で振動のない応答が実現できる。また、制御対象のパラメータが変動しても負荷の状態量がスライディングモード切換面に拘束されるため負荷の応答は目標応答に一致してロバストな制御系とすることができる。
さらに、フィードバック制御系に加算するスライディングモード補償量を等価制御入力とすることによって、スライディングモード制御で問題となるチャタリングを回避でき、安定で滑らかな制御が可能となる。
【００１８】
【実施例】
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例の構成ブロック図であり、符号１０１で示されるものは位置ゲインブロックであり、電動機角指令θmrefと電動機の出力である電動機角θm との偏差に位置ゲインｋｐを乗算する。１０２は速度ゲインブロックで、位置ゲインブロック１０１の出力から電動機角速度（電動機角θm の微分値）を減算した値に速度ゲインｋｖを乗算する。１０３は電流アンプを含むトルク制御ブロックで、速度ゲインブロック１０２で計算された電動機角加速度指令Ｕref を電動機への電流指令  Ｉref に変換して出力する。１０４はトルク定数ブロック、１０５は電動機イナーシャブロック、１０６は積分部で電動機角速度を電動機角に変換する。１０７は減速比ブロックで電動機出力である電動機角を減角する。１０８は減速機のバネ定数ブロックで減速比ブロック１０７の出力から負荷角θL を減算した値が入力される。１０９は負荷イナーシャブロック、１１０は積分ブロックで負荷角加速度を負荷角θL に変換して出力する。１１１は電動機角を電動機角速度に変換する微分ブロック、１１２は減速比で表されるブロックで負荷から電動機へ働く軸ねじれトルクを表している。
【００１９】
図中１１３は、低剛性対象に対しての負荷の振動特性を向上させるため、電動機への角加速度指令Ｕref と電動機の出力である電動機角θm より、負荷あるいは電動機角と負荷角の差であるねじれ角等の状態量を推定するオブザーバブロックである。
本実施例ではこの２慣性系制御において、負荷イナーシャや減速機バネ定数等のパラメータの変動に対して、図中１１５で示すようなスライディングモード制御ブロックを付加し、以下に示す計算式によりスライディングモード補償量    Ｔcompを求め電動機加速度指令に加算する構成となっている。
スライディングモード制御の理論面については、例えば「使える非線形制御の理論３、スライディングモード制御（橋本秀紀著、システム制御情報学会、１９９３年３７巻６号）」等で公知である。
【００２０】
なお、位置ゲインブロック１０１、速度ゲインブロック１０２、および微分ブロック１１１はフィードバック制御器に属し、トルク制御ブロック１０３はトルク制御器に属し、トルク定数ブロック１０４、電動機イナーシャブロック１０５、積分部は電動機に属し、減速比ブロック１０７、バネ定数ブロック１０８、負荷イナーシャブロック１０９、積分ブロック１１０、および減速比ブロック１１２は負荷に属し、オブザーバブロック１１３およびフィードバックゲインブロック１１４はオブザーバに属する。
図中の各ブロック内の記号は、ロボットのアーム制御の例について同図中に説明されている。
本発明では、負荷駆動システムの位置決め方法に、測定値と推定値による状態量によりスライディングモード切換面を設定し、計算された補償量をフィードバック系に加算することによって目標応答に一致したロバストな制御を行なう。
【００２１】
この駆動システムは、電動機と、電動機によって駆動される負荷と、外部からの位置指令と電動機からの出力信号により電動機の制御を行なうフィードバック制御系と、このフィードバック制御機構からの指令により電動機への電力を供給する電流アンプを備えた電動機の制御機構を有し、外部からの位置指令に対応して負荷の移動と位置決めとを行なう。
この負荷駆動システムの位置決め方法に、電動機への加速度指令と、電動機の出力である電動機角とより、負荷の状態量を推定するオブサーバを設け、スライディングモード制御器において、位置指令と電動機からの出力信号とオブザーバの推定値とからスライディングモード制御切換面を設定し、これらの状態量から計算された値の正負によりスライディングモード補償量を切換えてフィードバック制御系に加算する。
【００２２】
この制御方法によって、負荷の状態がスライディングモード切換面に拘束されるため、負荷の応答をあらかじめ設定した切換面で表される目標応答に一致させることができ、高速で振動のない応答が実現できる。また、制御対象のパラメータが変動しても、負荷の状態がスライディングモード切換面に拘束されるため、負荷の応答は目標応答に一致し、ロバストな制御系とすることができる。
スライディングモード制御切換面に使用される状態量は、負荷角偏差、負荷角速度、負荷角速度偏差、負荷角加速度、負荷角加速度偏差、負荷角加速度の微分値、負荷角加速度の２階微分値であり、本発明では具体的にこれらが次のように組合わせられる。
（１）負荷角偏差、負荷角速度、負荷角速度偏差
（２）負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度、
（３）負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度偏差
（４）負荷角偏差、負荷角速度、負荷角加速度、負荷角加速度の微分値
（５）負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度、負荷角加速度の微分値
（６）負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度偏差、負荷角加速度の微分値
（７）負荷角偏差、負荷角速度、負荷角加速度、負荷角加速度の微分値、負荷角加速度の２階微分値
（８）負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度、負荷角加速度の微分値、負荷角加速度の２階微分値
（９）負荷角偏差、負荷角速度偏差、負荷角加速度偏差、負荷角加速度の微分値、      負荷角加速度の２階微分値
さらに、フィードバック制御系に加算するスライディングモード補償量を等価制御入力とすることもでき、等価制御入力にすることによってスライディングモード制御で問題となるチャタリングを回避でき安定で滑らかな制御が可能となる。
【００２３】
本実施例では、スライディングモードの制御切換面を (2)式のように、
負荷角偏差θLref−θL 、負荷角速度
【００２４】
【外３】
0003656663.tif 000006
【００２５】
、負荷角加速度
【００２６】
【外４】
0003656663.tif 000007
【００２７】
、および負荷角加加速度（負荷角加速度の微分値）
【００２８】
【外５】
0003656663.tif 000008
【００２９】
とした請求項５に記載したスライディングモード制御について説明する。
【００３０】
【数３】
0003656663.tif 000009
【００３１】
ａ0 、ａ1 、ａ2 は負荷の応答を決定する定数で以下のように設定する。まず、 (2)式においてスライディングモード制御が成立すれば  Ｐ＝０  と表すことができる。次にラプラス変換を行ない負荷角指令θLrefに対する負荷角θL までの伝達関数で表すと、 (2)式は以下のように変形できる。
【００３２】
【数４】
0003656663.tif 000010
【００３３】
一方、負荷の目標応答を表す特性方程式を (4)式のように３次式で表す。
【００３４】
【数５】
0003656663.tif 000011
【００３５】
従って、負荷の応答を目標応答と一致させるためには、以下に示すように (3)式の特性方程式の係数を (4)式の目標応答の係数に設定すればよい。
【００３６】
【数６】
0003656663.tif 000012
【００３７】
このとき、スライディングモード制御が成立した条件下では負荷は目標応答と同じ応答をし、またロボットアームのように負荷イナーシャが変わっても、バネ定数が変動しても負荷の応答は変化せず目標とする応答に一致させることが可能となる。
次にスライディングモード制御について説明する。スライディングモードの存在条件は、
【００３８】
【数７】
0003656663.tif 000013
【００３９】
となり、大域的なスライディングモードの存在条件は、
【００４０】
【数８】
0003656663.tif 000014
【００４１】
となる。 (2)式の切換面において両辺を微分すると (7)式のようになる。
【００４２】
【数９】
0003656663.tif 000015
【００４３】
ところで、一般にサーボ系においてセンサで検出しているのは、電動機角のみである。従って、負荷の状態量をスライディングモード切換面とすればこれらの状態量を求める必要がある。そこで、図１の制御ブロック図より求められる関係式や (1)式のオブザーバにより推定した電動機やねじれ角の状態量により負荷の状態量を求めることにする。以下にその関係式を示す。
図１より、ねじれ角と負荷角加速度の関係式は以下のようになる。
【００４４】
【数１０】
0003656663.tif 000016
【００４５】
また図１より電動機角、負荷角、ねじれ角の関係式は以下のようになる。
【００４６】
【数１１】
0003656663.tif 000017
【００４７】
さらに図１より電動機入力の関係式は以下のようになる。
【００４８】
【数１２】
0003656663.tif 000018
【００４９】
電動機角と負荷角の関係式は以下のようになる。
【００５０】
【数１３】
0003656663.tif 000019
【００５１】
(8)、(11)、(12)式を (7)式に代入して整理すると以下のようになる。
【００５２】
【数１４】
0003656663.tif 000020
【００５３】
電動機への角加速度指令Ｕref は、
【００５４】
【数１５】
0003656663.tif 000021
【００５５】
ただし、Ｔcompはスライディングモード制御入力
(15)式を(14)式に代入して、さらに(10)式を代入すると、
【００５６】
【数１６】
0003656663.tif 000022
【００５７】
となる。 (2)式を
【００５８】
【外６】
0003656663.tif 000023
【００５９】
について整理し、これを(16)式に代入して整理すると、
【００６０】
【数１７】
0003656663.tif 000024
【００６１】
ここで、Ａ＝ａ１・ｋｖ−ａ０
となる。
よって、
【００６２】
【外７】
0003656663.tif 000025
【００６３】
は以下のようになる。
【００６４】
【数１８】
0003656663.tif 000026
【００６５】
ここで、通常  Ａ＞０  となるため、(18)式第１項は常に負となる。故に (6)式が成立するためには、第２項が負になるようにＰの正負によりスライディングモード補償量Ｔcompを切換えればよい。
スライディングモード制御入力Ｔcompを、
【００６６】
【数１９】
0003656663.tif 000027
【００６７】
として、Ｐの正負により以下のようにスライディングモード補償量Ｔcompを切換える。
まず、Ｐ＜０の場合、
▲１▼  θmref−θm について
・θmref−θm ＞０の時
【００６８】
【数２０】
0003656663.tif 000028
【００６９】
・θmref−θm ＜０の時
【００７０】
【数２１】
0003656663.tif 000029
【００７１】
▲２▼  θs について
・θs ＞０の時
【００７２】
【数２２】
0003656663.tif 000030
【００７３】
・θs ＜０の時
【００７４】
【数２３】
0003656663.tif 000031
【００７５】
【数２４】
0003656663.tif 000032
【００７６】
【数２５】
0003656663.tif 000033
【００７７】
従って、パラメータの変動幅を見込んでＴcomp1 〜Ｔcomp4 を設定すればスライディングモード制御が成立し、負荷は目標応答に一致する。
なおＰ＞０の時は、上記のθmref−θm 、θs 、
【００７８】
【外８】
0003656663.tif 000034
【００７９】
の正負の場合のゲインを入れ替えればよい。
次に、スライディングモード制御で問題となるチャタリングに対して、等価制御入力を用いた場合について説明する。ここで、等価制御入力とは、切換面近傍
【００８０】
【外９】
0003656663.tif 000035
【００８１】
となる入力で、これにより状態は切換面に沿って目標値へ収束することが可能となる。上記切換面では(17)式が０となる入力であり、以下に求め方について説明する。
(17)式において、負荷の状態がスライディングモード切換面上にあるとすれば、Ｐ＝０より右辺第１項は０となる。従って第２項以降を０とするスライディングモード補償量Ｔcompを求めれば
【００８２】
【外１０】
0003656663.tif 000036
【００８３】
となり負荷の状態は切換えがなく目標値へ収束する。以下に等価制御入力ゲインを示す。
【００８４】
【数２６】
0003656663.tif 000037
【００８５】
よって、 (2)式により負荷の状態位置を求めて切換面との偏差を求め、その偏差があらかじめ設定していた値より大きい場合には、(18)式より求めたスライディングモード切換ゲインＴcomp1 〜Ｔcomp4 を使用し、設定値以下の場合には負荷の状態は切換面上にあるとして(17)式より求めたＴcomp1'〜Ｔcomp4'の等価制御入力を使用する。これにより電動機への角速度指令は滑らかになり騒音等の問題が解決でき高精度な制御が可能となる。
このように、本発明では、負荷の状態量がスライディングモード切換面に拘束されるので、制御対象のパラメータが変動しても負荷の応答は目標の応答に一致するため、ロバストな制御系とすることができる。また等価制御入力を用いることにより滑らかな切換が可能となる。
【００８６】
以上請求項５に記載したスライディングモード切換面を用いた場合を示したが負荷の目標応答を２次系としても、４次系としてもかまわない。さらに速度や加速度のフィードフォワード制御を行なっても (6)式を満足するようにスライディングモード補償量を設定すればスライディングモード制御は成立する。
なお、今回スライディングモード制御に用いた状態量は、オブザーバにより推定した値としたが、検出器を用いて実測した値を用いてもかまわない。
また、電動機の速度制御は比例制御として説明したが、比例、積分制御の場合においてもスライディングモード制御を行なうことは可能である。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、負荷の状態量がスライディングモード切換面に拘束されるので、制御対象のパラメータが変動しても負荷の応答は目標の応答に一致するため、ロバストな制御系とすることができるという効果がある。また、等価制御入力を用いることにより滑らかな制御が可能になるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例の構成ブロック図である。
【図２】従来例における構成ブロック図である。
【符号の説明】
１０１、２０１    位置ゲインブロック
１０２、２０２    速度ゲインブロック
１０３、２０３    トルク制御ブロック
１０４、２０４    トルク定数ブロック
１０５、２０５    電動機イナーシャブロック
１０６、２０６    積分部
１０７、２０７    減速比ブロック
１０８、２０８    減速機のバネ定数ブロック
１０９、２０９    負荷イナーシャブロック
１１０、２１０    積分ブロック
１１１、２１１    微分ブロック
１１２、２１２    減速比で表されるブロック
１１３、２１３    オブザーバブロック
１１５    スライディングモード制御ブロック
２１４    フィードバックゲインブロック
【図１】
0003656663.tif 000038
【図２】
0003656663.tif 000039