(57)【要約】 【課題】  定常状態において制御システムの制振性を高めるとともに過渡状態においても安定した制御を実現する制御装置を提供する。【解決手段】  モータ速度制御ループ９１０への入力信号を位置制御ループ３００の信号と速度制御ループ２００の信号とで切り替える第１切替器（第１切替手段）４００と、第１切替器４００の切替制御を行う切替制御部５００と、を備え、この第１切替器４００によって速度制御ループ２００が組み込まれた４重ループ（電流制御ループ、モータ速度制御ループ、速度制御ループ２００、位置制御ループ３００）と、速度制御ループ２００が入らない３重ループ（電流制御ループ、モータ速度制御ループ、位置制御ループ３００）と、が過渡状態と定常状態とに応じて切り替えられる。【選択図】 図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
振動的振る舞いを抑制する制振性補償要素を有する第１制御ループと、前記第１制御ループの外側において構成され前記第１制御ループよりも応答が速い第２制御ループと、を備え、制御対象に所定の制御を行う制御装置において、
前記制御対象の前段に設けられ、前記制御対象に向かう入力を前記第１制御ループの信号と前記第２制御ループの信号とのうちから選択して切り替える第１切替手段を備える
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の制御装置において、
前記第２制御ループは、比例補償を行う第２比例補償要素を有し、
前記第１切替手段は、前記制御対象の前段側に設けられ、前記制御対象に向かう入力を前記制振性補償要素からの出力と前記第２比例補償要素からの出力とのうちから選択して切り替える
ことを特徴とする制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の制御装置において、
前記第１切替手段の切替動作を制御する第１切替制御手段を備え、
前記第１切替手段は、前記制御対象に向かう入力を前記制振性補償要素からの出力とする第１端子と、前記制御対象に向かう入力を前記第２比例補償要素からの出力とする第２端子と、を有し、
前記第１切替制御手段は、前記制御対象の駆動状態が定常状態にある場合に前記第１切替手段に前記第１端子を選択させ、前記制御対象の駆動状態が過渡状態にある場合に前記第１切替手段に前記第２端子を選択させる
ことを特徴とする制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の制御装置において、
前記第１切替制御手段は、前記負荷の加速度に基づいて前記第１切替手段の切替動作を制御する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の制御装置において、
前記第１切替制御手段には、前記第１切替手段の切替タイミングを判断するためのしきい値となる加速度しきい値が設定され、
前記第１切替制御手段は、負荷加速度の絶対値が前記加速度しきい値よりも大きい場合に前記第１切替手段に前記第１端子を選択させ、負荷加速度の絶対値が前記加速度しきい値よりも小さい場合に前記第１切替手段に前記第２端子を選択させる
ことを特徴とする制御装置。
【請求項６】
請求項３に記載の制御装置において、
前記第１切替制御手段は、前記負荷の速度の大きさに基づいて前記第１切替手段の切替動作を制御する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の制御装置において、
前記第１切替制御手段には、前記負荷の目標速度が設定され、
前記第１切替制御手段は、前記負荷速度と前記目標速度との差の大きさが所定値以上である場合に前記第１切替手段に前記第１端子を選択させ、
前記負荷速度と前記目標速度との差の大きさが所定値未満である場合に前記第１切替手段に前記第２端子を選択させる
ことを特徴とする制御装置。
【請求項８】
請求項３に記載の制御装置において、
外部から指令される前記負荷の目標位置が予め設定されており、
前記第１切替制御手段には、前記負荷の駆動状態について過渡状態と定常状態とが切り替わる時刻情報が予め設定され、
前記第１切替制御手段は、前記負荷の駆動状態が過渡状態と定常状態とで切り替わる時刻情報に基づいて前記第１切替手段の切替動作を制御する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の制御装置において、
前記第１制御ループは、
前記制振性補償要素の機能を相殺する調整手段と、
前記制振性補償要素と前記調整手段との間に設けられ前記制振性補償要素と前記調整手段との接続と遮断とを切り替える第２切替手段と、を備える
ことを特徴とする制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御装置において、
前記第２切替手段の切替動作を制御する第２切替制御手段を備え、
前記制振性補償要素は、第１比例補償要素および前記第１比例補償要素に対して並列に配置された積分補償要素を有し前記第１比例補償要素の出力値と前記積分補償要素の出力値との和を出力し、
前記第２切替手段は、前記積分補償要素と前記調整手段との間に設けられているとともに、前記積分補償要素への入力を前記調整手段の出力とする第３端子と、前記積分補償要素への入力を前記第１比例補償要素からの出力とする第４端子と、を有し、
前記第２切替制御部は、前記第１切替手段が前記第１端子から前記第２端子に切り替わる際に前記第２切替手段に前記第３端子から前記第４端子への切替動作を実行させる
ことを特徴とする制御装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項１０のいずれかに記載の制御装置において、
前記第２制御ループは、比例補償を行う第２比例補償要素を有し、
前記制御対象はモータにより駆動される負荷であり、
前記第２制御ループは、前記負荷の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段にて検出される負荷位置を外部から指令される目標位置に比較してその位置偏差を前記第２比例補償要素に向けて出力する位置比較器と、を有し、
前記第２比例補償要素は、前記位置偏差に基づいて前記負荷の速度指令を出力し、
前記第１制御ループは、前記負荷の速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段にて検出される負荷速度と前記第２比例補償要素からの負荷速度指令とを比較してその負荷速度偏差を出力する速度比較器と、を有する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の制御装置において、
前記第１制御ループは、前記負荷が発生する共振モードに対応するとともに相対次数がゼロである特性を有する次数差補償要素を備える
ことを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御装置に関し、例えば、モータ等によって駆動される負荷の位置あるいは速度を制御するサーボ機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータ等によって駆動される駆動体である負荷の位置あるいは速度を目標指令に従って制御するサーボ機構が知られ、例えば、数値制御工作機械や数値制御座標計測機などに用いられている。
そして、モータとの連結部に低剛性部分を有するなどにより変位、速度、加速度に振動的な応答が生じる低剛性負荷を駆動制御する場合に、電流制御ループ、モータ速度制御ループ、位置制御ループに加えて、負荷速度制御ループを有する４重ループ制御系で構成されるサーボ機構が知られている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このようなサーボ機構を図９に示す。
図９において、電流制御ループを含めたモータ速度制御ループ９１０の伝達特性をＧＭで表し、負荷１１０の特性をＧＦとして表している。
なお、詳細は省略するが、電流制御ループは、モータ、モータドライブパワーアンプ、モータトルク電流検出器、電流特性補償器を備え、モータ速度制御ループは、モータの回転位置を検出するモータ回転位置検出器、モータ回転位置を微分してモータの回転速度を算出する微分器、モータ速度特性補償器を備えて構成される。
負荷速度制御ループ９２０は、負荷１１０の位置を微分して負荷速度を算出する微分器９２１および速度特性補償手段９２２を備えて構成されており、速度特性補償手段９２２は、比例補償器（利得Ｋｐ）９２３および積分補償器（利得Ｋｉ）９２４により構成されている。
位置制御ループ９３０は、負荷１１０の位置を検出する位置検出器９３１と、位置補償器９３２と、を備えて構成されている。
そして、このように負荷速度制御ループ９２０を備えることにより、負荷１１０の剛性が低い場合でも制御システムの制振性を高め、負荷１１０の位置あるいは速度を安定させて高精度に制御することができる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１１８６３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、位置制御ループ９３０の内側において、位置制御ループ９３０よりも応答の遅い負荷速度制御ループ９２０を備えることになるので、補償器の設定値（例えば、比例補償器９２３および積分補償器９２４の利得）によっては負荷速度にオーバーシュートが発生しやすくなるという問題が生じる。
例えば図１０に示されるようなランプ状の位置目標指令を入力した場合における負荷速度のシミュレーション結果を図１１に示す。図１１からわかるように、過渡状態において、負荷速度にオーバーシュートが発生する。
【０００６】
本発明の目的は、定常状態において制御システムの制振性を高めるとともに過渡状態においても安定した制御を実現する制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の制御装置は、振動的振る舞いを抑制する制振性補償要素を有する第１制御ループと、前記第１制御ループの外側において構成され前記第１制御ループよりも応答が速い第２制御ループと、を備え、制御対象に所定の制御を行う制御装置において、前記制御対象の前段に設けられ、前記制御対象に向かう入力を前記第１制御ループの信号と前記第２制御ループの信号とのうちから選択して切り替える第１切替手段を備えることを特徴とする。
【０００８】
この構成によれば、第１切替手段で切替られることにより、制御対象への入力が第１制御ループからの信号と第２制御ループからの信号とで切り替えられる。すると、例えば制御対象の状態に応じて制御対象に向かう信号が切り替えられて、常に制御対象が最適に制御される。
例えば、第１制御ループは、振動的振る舞いを抑える制振性の機能を有するものの制振補償のために一定の時間を要し応答が遅い場合がある。このように応答に遅れを有する第１制御ループが組み込まれていると、目標値が大きく変化するような場合にオーバーシュートを起こす問題が生じうる。
この点、本発明では、第１制御ループと第２制御ループとを第１切替手段により切り替えるので、例えば、目標値が大きく変化するようなときには第１制御ループを外した第２制御ループの信号によって制御の応答を早くできるとともに例えばオーバーシュートを防ぐことができる。そして、目標値の変化が小さい場合には、第１制御ループを組み込んで、制御対象の制振補償を行い、制振性を高めることができる。
【０００９】
このように第１制御ループと第２制御ループを切り替えるので、制御対象の状態に応じて第１制御ループと第２制御ループとで最適な制御を実行することができる。
さらに、第１制御ループは、例えば目標値が大きく変化するような状態では制御ループから外され目標値が定常的なときにのみ制御ループに組み入れられるので、第１制御ループの制御設計にあたっては例えば過渡的状態でのオーバーシュートを抑えるなどの束縛がなくなり、定常的な状態における制振性にのみ特化すればよい。よって、第１制御ループは、制御ゲイン等の設定等においても外乱抑圧等のために高いゲインを設定するなど、定常状態における制振性等の制御性能を自由に高めることができる。
その結果、例えば、過渡状態では第２制御ループによる迅速な応答で目標値に早く近づきかつオーバーシュートを防ぎ、定常状態では第１制御ループにより十分な制振性補償を行うなど制御性能を向上させることができる。
【００１０】
本発明では、前記第２制御ループは、比例補償を行う第２比例補償要素を有し、前記第１切替手段は、前記制御対象の前段側に設けられ、前記制御対象に向かう入力を前記制振性補償要素からの出力と前記第２比例補償要素からの出力とのうちから選択して切り替えることが好ましい。
【００１１】
この構成によれば、第１切替手段で切り替えられることにより、制御対象に向かう入力が制振性補償要素（第１制御ループ）からの出力と第２比例補償要素（第２制御ループ）からの出力とのうちから選択されて切り替えられる。すると、例えば過渡状態では第２制御ループによる迅速な応答で目標値に早く近づきかつオーバーシュートを防ぎ、定常状態では第１制御ループにより十分な制振性補償を行うなど制御性能を向上させることができる。
【００１２】
本発明では、前記第１切替手段の切替動作を制御する第１切替制御手段を備え、前記第１切替手段は、前記制御対象に向かう入力を前記制振性補償要素からの出力とする第１端子と、前記制御対象に向かう入力を前記第２比例補償要素からの出力とする第２端子と、を有し、前記第１切替制御手段は、前記制御対象の駆動状態が定常状態にある場合に前記第１切替手段に前記第１端子を選択させ、前記制御対象の駆動状態が過渡状態にある場合に前記第１切替手段に前記第２端子を選択させることが好ましい。
【００１３】
このような構成によれば、第１切替手段の第１端子が選択された場合には、制御対象への入力が制振性補償要素（第１制御ループ）からの信号とされ、第１切替手段の第２端子が選択された場合には、制御対象への入力が第２比例補償要素（第２制御ループ）からの信号とされる。そして、第１切替制御手段により制御対象の過渡状態と定常状態とに応じて第１切替手段の第１端子と第２端子とが切替られる。このとき、制御対象が定常状態にある場合には第１端子が選択されるので、制振補償要素によって外乱等が抑制されるなどにより安定した制御が行われる。一方、制御対象が過渡状態にある場合には第２端子が選択されるので、第２制御ループ（第２比例補償要素）による応答の速い制御が行われる。
このように制御対象の状態（過渡状態、定常状態）に応じて第１切替制御手段により第１切替手段の切替動作が行われることにより、制御対象の状態に応じて、常に制御対象が最適に制御される。
【００１４】
本発明では、前記第１切替制御手段は、前記負荷の加速度に基づいて前記第１切替手段の切替動作を制御することが好ましい。
【００１５】
本発明では、前記第１切替制御手段には、前記第１切替手段の切替タイミングを判断するためのしきい値となる加速度しきい値が設定され、前記第１切替制御手段は、負荷加速度の絶対値が前記加速度しきい値よりも大きい場合に前記第１切替手段に前記第１端子を選択させ、負荷加速度の絶対値が前記加速度しきい値よりも小さい場合に前記第１切替手段に前記第２端子を選択させることが好ましい。
【００１６】
この構成において、負荷の駆動状態が過渡状態と定常状態との間で移行するときに第１切替手段での切替動作によって第１制御ループと第２制御ループとを切り替えるにあたって、加速度に基づいて負荷の駆動状態が過渡状態か定常状態か判断される。このとき、定常状態にあっては加速度がほぼゼロになるので、第１切替制御手段において、所定の加速度しきい値に対する負荷の加速度の大小が判断されることにより負荷の駆動状態が過渡状態か定常状態か判断される。
【００１７】
本発明では、前記第１切替制御手段は、前記負荷の速度の大きさに基づいて前記第１切替手段の切替動作を制御することが好ましい。
【００１８】
本発明では、前記第１切替制御手段には、前記負荷の目標速度が設定され、前記第１切替制御手段は、前記負荷速度と前記目標速度との差の大きさが所定値以上である場合に前記第１切替手段に前記第１端子を選択させ、前記負荷速度と前記目標速度との差の大きさが所定値未満である場合に前記第１切替手段に前記第２端子を選択させることが好ましい。
【００１９】
この構成において、負荷の駆動状態が過渡状態と定常状態との間で移行するときに第１切替手段での切替動作によって第１制御ループと第２制御ループとを切り替えるにあたって、負荷の速度に基づいて負荷の駆動状態が過渡状態か定常状態か判断される。
このとき、外部から負荷の目標位置を指令するにあたって、速度目標が予め既知である場合に、この負荷の目標速度と負荷の速度との偏差の大きさに基づいて第１切替制御手段において負荷の駆動状態が過渡状態か定常状態か判断される。
【００２０】
本発明では、外部から指令される前記負荷の目標位置が予め設定されており、前記第１切替制御手段には、前記負荷の駆動状態について過渡状態と定常状態とが切り替わる時刻情報が予め設定され、前記第１切替制御手段は、前記負荷の駆動状態が過渡状態と定常状態とで切り替わる時刻情報に基づいて前記第１切替手段の切替動作を制御することが好ましい。
【００２１】
この構成において、負荷の駆動状態が過渡状態と定常状態との間で移行するときに第１切替手段での切替動作によって第１制御ループと第２制御ループとを切り替えるにあたって、予め設定された切替時刻に第１切替手段の切替動作が実行される。
すなわち、予め目標位置あるいは目標速度のパターンが既知であって過渡状態と定常状態とが切り替わる時刻が予め分かる場合に、過渡状態と定常状態とが切り替わる時刻情報を予め設定入力しておく。
そして、この時刻情報に従って第１切替制御手段は、第１切替手段の切替動作を実行させる。
【００２２】
本発明では、前記第１制御ループは、前記制振性補償要素の機能を相殺する調整手段と、前記制振性補償要素と前記調整手段との間に設けられ前記制振性補償要素と前記調整手段との接続と遮断とを切り替える第２切替手段と、を備えることが好ましい。
【００２３】
ここで、調整手段が制振性補償要素の機能を相殺するとは、例えば、調整手段の伝達関数が制振性補償要素の伝達関数に対して逆数になっており、制振性補償要素と調整手段とが接続されたときの伝達関数が「１」になる場合が例として挙げられる。
【００２４】
本発明では、前記第２切替手段の切替動作を制御する第２切替制御手段を備え、前記制振性補償要素は、第１比例補償要素および前記第１比例補償要素に対して並列に配置された積分補償要素を有し前記第１比例補償要素の出力値と前記積分補償要素の出力値との和を出力し、前記第２切替手段は、前記積分補償要素と前記調整手段との間に設けられているとともに、前記積分補償要素への入力を前記調整手段の出力とする第３端子と、前記積分補償要素への入力を前記第１比例補償要素からの出力とする第４端子と、を有し、前記第２切替制御部は、前記第１切替手段が前記第１端子から前記第２端子に切り替わる際に前記第２切替手段に前記第３端子から前記第４端子への切替動作を実行させることが好ましい。
【００２５】
この構成において、第１切替手段による切替動作により制御対象への入力が第２制御ループ（の信号）から第１制御ループ（の信号）に切り替えられるときに、第２切替手段により調整手段と制振性補償手段とが接続状態から遮断状態に切り替えられる。すなわち、制御対象への入力が第２制御ループの信号から第１制御ループの信号に変わるときに、第２切替制御手段の制御により第２切替手段は第３端子から第４端子に切替動作を実行する。
【００２６】
ここで、第１切替手段の切替動作において第２制御ループから第１制御ループに切り替わるとき、当初は、第１制御ループにおいて制振性補償要素に調整手段が接続された状態で制振性補償手段の機能が相殺されるので、制御対象への入力が第２制御ループの信号から第１制御ループの信号に切り替わっても信号値に大きな変化は生じない。そして、この後、第２切替手段により調整手段が制振性補償要素から切断されることにより、制振性補償要素にて特性補償された信号が制御対象に向けて出力される。
【００２７】
このように、第１切替手段で第２端子（第２制御ループ）から第１端子（第１制御ループ）に切り替えられるときに、第２切替手段において調整手段が制振性補償要素に対して接続状態から遮断状態に移行することで、制御対象への入力がステップ状に変化するようなことはなく、円滑に第２制御ループの信号から第１制御ループの信号へと移行される。
【００２８】
本発明では、前記第２制御ループは、比例補償を行う第２比例補償要素を有し、前記制御対象はモータにより駆動される負荷であり、前記第２制御ループは、前記負荷の位置を検出する位置検出手段と、前記位置検出手段にて検出される負荷位置を外部から指令される目標位置に比較してその位置偏差を前記第２比例補償要素に向けて出力する位置比較器と、を有し、前記第２比例補償要素は、前記位置偏差に基づいて前記負荷の速度指令を出力し、前記第１制御ループは、前記負荷の速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段にて検出される負荷速度と前記第２比例補償要素からの負荷速度指令とを比較してその負荷速度偏差を出力する速度比較器と、を有することが好ましい。
【００２９】
この構成によれば、外部から指令される目標位置に従って負荷の位置を制御するサーボ機構とすることができる。
とくに、負荷の剛性が低かったり負荷とモータとの接続に低剛性部分を有したりするような場合に、定常状態において第１制御ループでの制振性補償により負荷を安定に制御することができ、かつ、過渡状態においては第１制御ループを外した第２制御ループにより迅速な制御を行ってオーバーシュート等の発生を抑えることができる。
【００３０】
本発明では、前記第１制御ループは、前記負荷が発生する共振モードに対応しているとともに相対次数がゼロである特性を有する次数差補償要素を備えることが好ましい。
【００３１】
この構成において、相対次数ゼロの伝達特性を有する次数差補償要素を備えることで、第１制御ループの伝達特性をある程度自由に設定することができ、制振性補償要素のゲインを高く設定するなどにより、外乱抑圧性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、本発明の実施の形態を図示するとともに図中の各要素に付した符号を参照して説明する。
（第１実施形態）
本発明の制御装置としてのサーボ機構に係る第１実施形態について説明する。
図１は、第１実施形態の構成を示すブロック図である。図２および図３は、第１切替器４００および第２切替器２５０の切替動作を説明する図であり、図４は、第１実施形態に位置目標指令Ｐｒ（図１０参照）を入力した場合の負荷速度変化のシミュレーション結果である。
【００３３】
このサーボ機構１００は、全体として、外部から時々刻々入力される位置目標指令Ｐｒにしたがってモータ（不図示）により制御対象としての負荷１１０を変位させるとともに、内側から順に、印加電流制御ループ（この経路は不図示）、モータ速度制御ループ（この経路は不図示）と、第１制御ループとしての速度制御ループ２００と、第２制御ループとしての位置制御ループ３００と、を備えて負荷１１０の位置および速度を制御するものである。
【００３４】
なお、モータ速度制御ループ９１０の伝達特性をＧＭで表し、負荷１１０の特性をＧＦとして表しているが、以下の説明においては、モータ速度制御ループ９１０には印加電流制御ループが含まれていても良い。
【００３５】
そして、モータ速度制御ループ９１０への入力信号を位置制御ループ３００の信号と速度制御ループ２００の信号とで切り替える第１切替器（第１切替手段）４００と、第１切替器４００の切替制御を行う切替制御部５００と、を備え、この第１切替器４００によって速度制御ループ２００が組み込まれた４重ループ（電流制御ループ、モータ速度制御ループ、速度制御ループ２００、位置制御ループ３００）と、速度制御ループ２００が入らない３重ループ（電流制御ループ、モータ速度制御ループ、位置制御ループ３００）と、が過渡状態と定常状態とに応じて切り替えられる。
【００３６】
ここで、負荷１１０としては特に限定されるものではなく、例えば、低剛性部分を有していたり、モータとの接続部分に低剛性部分を有していてもよい。このような低剛性負荷であっても本発明の構成により振動を抑制し安定した制御を行えるからである。
【００３７】
以下、図１のブロック図を参照して第１実施形態の構成を説明する。
位置制御ループ３００は、一番外側に構成されたフィードバックループであり、負荷速度ｖｅを検出する速度検出器（速度検出手段）２１０からの速度情報を位置情報にする位置検出手段としての積分要素３１０と、この積分要素３１０からの負荷位置情報Ｐｅを外部から入力される位置目標指令Ｐｒに比較して減算する位置比較器３２０と、位置比較器３２０からの出力に対して特性補償する位置補償器（第２比例補償要素）３３０と、を備えている。
位置補償器３３０は、負荷１１０の速度指令Ｖｒを出力する。
そして、位置補償器３３０からの速度指令Ｖｒは分岐３４０され、一方は第１切替器４００を介してモータ速度制御ループ９１０に直接出力され、他方は速度制御ループ２００に入力される。
【００３８】
速度制御ループ２００は、位置制御ループ３００の内側において構成されている。
速度制御ループ２００は、負荷速度ｖｅを検出する速度検出器２１０と、位置補償器３３０から出力される速度指令Ｖｒと速度検出器２１０からの負荷速度ｖｅとを比較する速度比較器２２０と、速度比較器２２０からの出力に対して負荷速度ｖｅの特性補償を行う速度特性補償手段（制振性補償要素）２３０と、速度特性補償手段２３０の機能をキャンセル（相殺）する調整手段２４０と、速度特性補償手段２３０に対する入力を速度比較器２２０の出力と調整手段２４０の出力とのうちから選択して切り替える第２切替器（第２切替手段）２５０と、を備える。
【００３９】
速度比較器２２０は、速度検出器２１０で検出される負荷速度ｖｅを位置比較器３２０の速度指令Ｖｒから減算して速度偏差ｅｖを出力する。
速度特性補償手段２３０は、速度比較器２２０からの出力を比例補償する利得Ｋｐである比例補償器（第１比例補償要素）２３１と、速度比較器２２０との間に第２切替器２５０を挟むとともに比例補償器２３１とは並列に設けられた利得Ｋｉである積分補償器（積分補償要素）２３２と、比例補償器２３１の出力に積分補償器２３２の出力を加算する加算器２３３と、を備えている。
【００４０】
調整手段２４０は、速度比較器２２０の前段と第２切替器２５０との間に設けられており、位置比較器３２０からの速度指令を微分する微分器２４１と、この微分器２４１の出力に積分補償器２３２の利得Ｋｉの逆数を乗算する乗算器２４２と、を備えている。
すなわち、調整手段２４０と積分補償器２３２とをあわせた伝達関数は「１」である。
乗算器２４２からの出力は、第２切替器２５０を介して積分補償器２３２に出力される。
【００４１】
第２切替器２５０は、積分補償器２３２の前段に設けられており、調整手段２４０に繋がる第３端子ｂ１と速度比較器２２０に繋がる第４端子ｂ２と、を備えている。
第３端子ｂ１と第４端子ｂ２とが切り替えられることにより、積分補償器２３２への入力が調整手段２４０からの出力と速度比較器２２０からの出力とのうちから選択されて切り替えられる。
【００４２】
第１切替器４００は、モータ速度制御ループ９１０の前段に設けられており、位置補償器３３０に直接つながる第１端子ａ１と、加算器２３３（速度制御ループ２００）につながる第２端子ａ２と、を有している。
第１端子ａ１と第２端子ａ２とが切り替えられることにより、モータ速度制御ループ９１０への入力が、位置補償器３３０からの速度指令Ｖｒと加算器２３３からの出力とのうちから選択されて切り替えられる。
【００４３】
切替制御部（第１切替制御手段、第２切替制御手段）５００は、速度検出器２１０からの速度情報ｖｅを微分して負荷１１０の加速度ｇｅを検出する加速度検出部５１０と、負荷の加速度ｇｅに基づいて第１切替器４００および第２切替器２５０の切替時を判断する切替タイミング判断部５２０と、切替タイミング判断部５２０からの指令に基づいて第１切替器４００および第２切替器２５０に切替動作を実行させる切替駆動部５３０と、を備える。
【００４４】
切替タイミング判断部５２０は、第１切替器４００および第２切替器２５０の切替動作タイミングを判断するためのしきい値となる加速度しきい値（Ｇ）が設定された加速度しきい値設定部５２１と、加速度しきい値Ｇに対して負荷の加速度ｇｅを比較して判定する加速度判定部５２２と、を備える。
加速度しきい値Ｇは、負荷１１０の駆動状態が過渡状態であるか定常状態であるかを判断するためのしきい値であり、定常状態においては負荷１１０の加速度がほぼゼロであることから加速度しきい値Ｇは、ゼロに近い所定値に設定される。
加速度判定部５２２は、負荷１１０の加速度ｇｅの絶対値が加速度しきい値Ｇに対して大きいか小さいか判断して、その結果を切替駆動部５３０に出力する。
【００４５】
切替駆動部５３０は、加速度判定部５２２において負荷加速度ｇｅの絶対値｜ｇｅ｜が加速度しきい値Ｇ以上と判断された場合、第１切替器に第１端子ａ１を選択させ、第２切替器２５０に第３端子ｂ１を選択させる。また、切替駆動部５３０は、加速度判定部５２２において負荷加速度ｇｅの絶対値｜ｇｅ｜が加速度しきい値Ｇ未満と判断された場合、第１切替器４００に第２端子ａ２を選択させ、第２切替器２５０に第４端子ｂ２を選択させる。
【００４６】
このような構成を備える第１実施形態の動作について説明する。
なお、図１０に示したランプ状の位置目標指令Ｐｒが入力された場合において、はじめ（ｔ＜Ｔ１）、負荷１１０の駆動状態が定常状態であって、第１切替器４００では第２端子ａ２が選択され、第２切替器２５０では第４端子ｂ２が選択された状態であるとする。
そして、定常状態（ｔ＜Ｔ１）からスタートして過渡状態（Ｔ２＞ｔ≧Ｔ１）へと移行し、再び定常状態（ｔ≧Ｔ２）に移行する場合を例に説明する。
【００４７】
まず、定常状態（ｔ＜Ｔ１）から過渡状態（Ｔ２＞ｔ≧Ｔ１）に移行する場合について説明する。
位置目標指令Ｐｒが入力されると、位置比較器３２０において目標位置指令Ｐｒと負荷位置Ｐｅとが比較されて位置偏差ｅｐが出力される。この位置偏差ｅｐは、位置補償器３３０で比例補償され、位置補償器３３０から速度指令Ｖｒが出力される。
ここで、第１切替器４００では、第２端子ａ２が選択されているので、位置補償器３３０からの速度指令Ｖｒは速度制御ループ２００を経由し、第１切替器４００を介してモータ速度制御ループ９１０に入力され、負荷１１０が駆動制御される。
また、第２切替器２５０では第４端子ｂ２が選択されているので、位置補償器３３０からの信号（速度指令Ｖｒ）は調整手段２４０を経由しない。
【００４８】
位置補償器３３０からの速度指令Ｖｒは、分岐３４０されて速度比較器２２０に入力され、速度比較器２２０において速度指令Ｖｒと速度検出器２１０からの速度情報ｖｅとが比較されて速度偏差ｅｖが出力される。
この速度偏差ｅｖは、速度特性補償手段２３０において比例補償器２３１と積分補償器２３２とにて信号補償されるところ、比例補償器２３１からの信号と積分補償器２３２からの信号とが加算器２３３で加算される。加算器２３３からの信号は、第１切替器４００（第２端子ａ２）を介してモータ速度制御ループ９１０に入力され、負荷１１０が駆動制御される。
【００４９】
負荷１１０が位置目標指令Ｐｒに従って駆動制御されるところ、負荷の変位が微分されて速度検出器２１０により検出される。
速度検出器２１０からの速度情報ｖｅは、速度制御ループ２００へのフィードバックおよび積分要素３１０を介した位置制御ループ３００へのフィードバックに回されるとともに、切替制御部５００に出力される。
【００５０】
切替制御部５００において、速度検出器２１０からの速度情報ｖｅは加速度検出部５１０で微分され、加速度検出部５１０から負荷１１０の加速度情報ｇｅが切替タイミング判断部５２０に出力される。
切替タイミング判断部５２０において、加速度しきい値設定部５２１には負荷１１０の駆動状態が過渡状態か定常状態かを判断するためのしきい値Ｇが設定されているところ、加速度判定部５２２において負荷の加速度ｇｅの大きさ（絶対値）と加速度しきい値Ｇとが比較されて両者の大小が判定される。
【００５１】
ここで、図１０に示されるように、ｔ＜Ｔ１とＴ２＞ｔ≧Ｔ１とは勾配の異なる位置目標指令Ｐｒが指令されているところ、負荷１１０の加速度ｇｅは大きくなり、加速度判定部５２２では、負荷の加速度ｇｅの絶対値が加速度しきい値Ｇよりも大きいと判定する。
【００５２】
加速度判定部５２２による判定の結果は切替駆動部５３０に出力される。
加速度判定部５２２の判定結果に応じて、切替駆動部５３０によって第１切替器４００および第２切替器２５０の切替動作が行われる。
ここで、加速度判定部５２２において負荷の加速度ｇｅの絶対値｜ｇｅ｜が加速度しきい値Ｇよりも大きいと判定されているので、切替駆動部５３０は、第１切替器４００に第１端子ａ１を選択させ、第２切替器２５０に第３端子ｂ１を選択させるように第１切替器４００および第２切替器２５０に切替動作を実行させる。
このように切替器（第１切替器４００、第２切替器２５０）での切替動作が行われることにより、速度制御ループ２００が組み込まれた制御システムから速度制御ループ２００を外した制御システムへと移行する。
【００５３】
次に、過渡状態における動作について説明する。
第１切替器４００では第１端子ａ１が選択され、第２切替器２５０では第３端子ｂ１が選択された状態を図２に示す。
過渡状態にあっては、負荷１１０の加速度ｇｅ（の大きさ）が大きくなり、加速度判定部５２２において負荷の加速度ｇｅの絶対値｜ｇｅ｜が加速度しきい値Ｇよりも大きいと判定される限り、切替制御部５００による制御によって第１切替器４００では第１端子ａ１が選択され、第２切替器２５０では第３端子ｂ１が選択される、
そして、第１切替器４００では、当初、第１端子ａ１が選択されているので、位置補償器３３０からの速度指令Ｖｒは、第１切替器４００を介してモータ速度制御ループ９１０に入力され、負荷１１０が駆動制御される。
【００５４】
次に、過渡状態から定常状態へ移行する場合における動作について説明する。
次第に負荷１１０の位置が位置目標指令Ｐｒに近づき、負荷１１０の駆動状態が定常状態へ移行し始めると、加速度検出部５１０で検出される加速度ｇｅがゼロに近づいてくる。
そして、加速度判定部５２２において、負荷の加速度ｇｅの大きさ｜ｇｅ｜が加速度しきい値Ｇよりも小さくなったと判定される。このとき、切替駆動部５３０は、第１切替器４００に第２端子ａ２を選択させ、さらに、第２切替器２５０に第４端子ｂ２を選択させる。
図３に、切替動作の途中において、第１切替器４００に第２端子ａ２を選択させ、第２切替器２５０は第３端子ｂ１に繋いだままの状態を示す。
【００５５】
図３に示されるように、第１切替器４００で第２端子ａ２が選択されると、位置補償器３３０からの速度指令Ｖｒは、速度制御ループ２００を経由してモータ速度制御ループ９１０に入力される。
位置補償器３３０からの速度指令Ｖｒは、分岐３４０されて速度制御ループ２００に入ったのち、さらに分岐２６０される。
分岐２６０された信号の一方は、速度比較器２２０から速度特性補償手段２３０の比例補償器２３１で信号補償されて加算器２３３へ入力される。このとき、負荷１１０の駆動状態が定常状態に近づいて負荷速度が速度指令Ｖｒに近くなるので、速度比較器２２０からの速度偏差ｅｖはゼロに近く、比例補償器２３１からの出力信号もほぼゼロである。
【００５６】
分岐２６０されたもう一方の信号は、調整手段２４０から第２切替器２５０および積分補償器２３２を経て加算器２３３に入力される。
このとき、調整手段２４０は積分補償器２３２の伝達関数の逆数であって調整手段２４０と積分補償器２３２とをあわせた伝達関数は「１」であるので、分岐２６０された信号は、実質的に、そのまま加算器２３３に入力される。
【００５７】
比例補償器２３１からの信号はほぼゼロであり、調整手段２４０および積分補償器２３２を経た信号は位置補償器３３０からの信号（速度指令Ｖｒ）そのままであるので、加算器２３３から出力される信号は、位置補償器３３０からの速度指令Ｖｒにほぼ等しい。
すると、第１切替器４００で第１端子ａ１から第２端子ａ２に切り替わったとき、加算器２３３（速度制御ループ２００）から第２端子ａ２を介してモータ速度制御ループ９１０に入力される信号は、位置補償器３３０からの速度指令Ｖｒと同じであり、すなわち、第１切替器４００が切り替わる前とほぼ同じである。
【００５８】
その後、第２切替器２５０において、第３端子ｂ１から第４端子ｂ２に切り替わると（この状態は図１に示される）、速度比較器２２０からの速度偏差ｅｖが速度特性補償手段２３０において比例補償器２３１と積分補償器２３２とにて信号補償される。比例補償器２３１からの信号と積分補償器２３２からの信号とが加算器２３３で加算され、加算器２３３からの信号は、第１切替器４００（第２端子ａ２）を介してモータ速度制御ループ９１０に入力され、負荷１１０が駆動制御される。
定常状態においては、速度制御ループ２００の速度特性補償手段２３０により制御システムの制振性が高められ、外乱等の影響が抑制されて負荷１１０が安定に制御される。
【００５９】
このような構成を備える第１実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
（１）第１切替器４００で切替られることにより、モータ速度制御ループ９１０への入力が位置制御ループ３００からの信号と速度制御ループ２００からの信号とで切り替えられる。そして、図４に示されるように、負荷１１０の駆動状態が定常状態のときは速度制御ループ２００の速度特性補償手段２３０により制振性を高めて負荷１１０を安定に制御でき、また、負荷１１０の駆動状態が過渡状態のときは、速度制御ループ２００を外した位置制御ループ３００により素早い応答で負荷１１０の位置を目標位置に制御することで例えばオーバーシュートを防ぐことができる。
【００６０】
（２）速度制御ループ２００は、目標値が大きく変化するような状態では制御システムから外され、目標値が定常的なときにのみ制御システムに組み入れられるので、速度制御ループ２００の制御設計にあたっては過渡的状態でのオーバーシュートを抑えるなどの束縛がなくなり、定常的な状態における制振性にのみ特化することができる。その結果、速度制御ループ２００の制御ゲイン等の設定等においても外乱抑圧等のために高いゲインを設定するなど、定常状態における制振性等の制御性能を自由に高めることができる。
【００６１】
（３）調整手段２４０が設けられ、第１切替器４００の切替動作において位置制御ループ３００から速度制御ループ２００に切り替わるとき、速度制御ループ２００において積分補償器２３２に調整手段２４０が接続された状態で積分補償器２３２の機能が相殺される。すると、モータ速度制御ループ９１０への入力が位置制御ループ３００の信号から速度制御ループ２００の信号に切り替わっても信号値に大きな変化は生じないようにできる。その結果、第１切替器４００で第１端子ａ１から第２端子ａ２に切り替わる際に、モータ速度制御ループ９１０への入力がステップ状に変化するようなことはなく、円滑に位置制御ループ３００の信号から速度制御ループ２００の信号へと移行でき、切替時でも負荷１１０を安定に制御することができる。
【００６２】
（４）負荷１１０の駆動状態が過渡状態と定常状態との間で移行するときに第１切替器４００での切替動作によって速度制御ループ２００と位置制御ループ３００とを切り替えるにあたって、加速度ｇｅに基づいて負荷１１０の駆動状態が過渡状態か定常状態か判断する。リアルタイム検出される負荷１１０の加速度ｇｅに基づいてに負荷１１０の状態（過渡状態、定常状態）を判定するので、突発的に外乱等が加わって負荷１１０の状態が過渡状態になる場合でも、切替対応できる。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第２実施形態の基本的構成は、第１実施形態と同様であるが、速度制御ループに次数差補償器（次数差補償要素）を備えている点に特徴を有する。
図５において、速度制御ループ２００は、第１切替器４００の第２端子ａ２と加算器２３３との間に次数差補償器２７０を備えている。なお、図５中、切替制御部５００は、第１実施形態（図１）と同じであるので省略している。
次数差補償器２７０の伝達関数の相対次数はゼロであって、この伝達関数は、負荷１１０の伝達特性と、負荷１１０の伝達特性と同じ次数を有する速度制御ループ２００の支配特性と、により表される。
ここで、伝達関数の相対次数とは、制御系の特性を表す伝達関数において、（分子のｓの多項式の次数）−（分母のｓの多項式の次数）を意味する。なお、ｓは、ラプラス演算子である。
【００６４】
次数差補償器２７０の伝達関数の具体的な一例を挙げる。
ωｚを負荷の振動の固有角周波数、ζｚを減衰係数（０＜ζｚ＜１）、ｓをラプラス演算子とし、ωｐ＞ωｚである角周波数と、ζｐ≧１である係数とを設定する。
そして、負荷の特性ＧＦが次の式で表されるとする。
【００６５】
【数１】
2006163533.tif 000003
【００６６】
この負荷の特性に対応して、速度制御ループの実現したい支配特性Ｇｎが、負荷１１０と同じ次数の特性として、次の式で表されるとする。
【００６７】
【数２】
2006163533.tif 000004
【００６８】
このとき、次数差補償器２７０の伝達関数Ｇは次の式で表される。
【００６９】
【数３】
2006163533.tif 000005
【００７０】
このような次数差補償器２７０を備えることにより、速度制御ループ２００の一巡伝達特性の相対次数を低減し、振動的振る舞いを抑制して負荷１１０を安定に制御することができる。
このように相対次数ゼロの伝達特性を有する次数差補償器２７０を備えることで、速度制御ループ２００の伝達特性をある程度自由に設定することができ、ωｚとωｐとの間の位相を回復させることによって、速度特性補償手段２３０の比例補償器２３１のゲインＫｐおよび積分補償器２３２のゲインＫｉを高く設定するなどにより、外乱抑圧性を高めることができる。
また、負荷１１０の特性GF が（数１）の形では正確に表現出来ない場合であっても、次数差補償器２７０の伝達関数を（数３）として、ωzとωｐとの間の周波数に発生する位相遅れを回復させて、制御特性を改善することができる。
【００７１】
なお、第２実施形態において、第１切替器４００および第２切替器２５０の切替動作が負荷１１０の加速度に基づき、過渡状態と定常状態とで切替制御部により制御されるのは、第１実施形態と同様である。
【００７２】
図６に、第２実施形態のサーボ機構に対して図１０に示されるランプ状の位置目標指令を入力した場合における負荷速度ｖｅのシミュレーション結果を示す。図６より、加速時および減速時の過渡状態においてオーバーシュートが抑制され、安定した制御が実現されるのがわかる。
【００７３】
（変形例１）
次に、本発明の制御装置に係るサーボ機構の変形例１について図７を参照して説明する。
変形例１の基本的構成は、第１実施形態と同様であるが、切替制御部６００が、予め設定された切替時刻情報に基づいて第１切替器４００および第２切替器２５０の切替動作を制御する点に特徴を有する。
【００７４】
図７において、切替制御部６００は、切替タイミング判断部６１０と、切替駆動部６２０と、を備え、切替タイミング判断部６１０は、切替時刻設定部６１１と、時刻判定部６１２と、時刻カウンタ６１３と、を備えている。
位置目標指令Ｐｒで指令される位置（あるいは速度）が予め既知である場合において、切替時刻設定部６１１には、負荷１１０の駆動状態が過渡状態と定常状態とで移行する時刻が予め設定されている。
例えば、図１０に示される位置目標指令Ｐｒが入力される場合、ｔ＜Ｔ１では定常状態であり、Ｔ１≦ｔ＜Ｔ２では過渡状態であり、Ｔ２≦ｔ＜Ｔ３では定常状態であるので、切替時刻としてＴ１、Ｔ２、Ｔ３・・・が切替時刻設定部６１１に設定されている。
時刻判定部６１２は、時刻カウンタ６１３からの時刻情報に基づいて切替時刻（Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３）に達したかどうか判定し、判定結果を切替駆動部６２０に出力する。
【００７５】
切替駆動部６２０は、時刻判定部６１２からの判定結果に基づいて、第１切替器４００および第２切替器２５０の切替動作を実行させる。
例えば、ｔ＜Ｔ１では、定常状態であるので第１切替器４００では第２端子ａ２が選択され第２切替器２５０では第４端子ｂ２が選択されているところ、ｔ＝Ｔ１に達したことが時刻判定部６１２から指令されると、切替駆動部６２０は、第１切替器４００に第１端子ａ１への切り替えを指令し、第２切替器２５０に第３端子ｂ１への切り替えを指令する。
また、Ｔ２＞ｔ≧Ｔ１では過渡状態であるので第１切替器４００では第１端子ａ１が選択され、第２切替器２５０では第３端子ｂ１が選択されているところ、ｔ＝Ｔ２に達したことが時刻判定部６１２から指令されると、切替駆動部６２０は、第１切替器４００に第２端子ａ２への切り替えを指令し、第２切替器２５０に第４端子ｂ２への切り替えを指令する。
【００７６】
このような変形例１によれば、第１切替器４００および第２切替器２５０の切替動作を指令するのに、予め設定された時刻情報に基づくので、タイミングを外すことなく最適な時刻に第１切替器４００および第２切替器２５０の切替動作を行うことができる。その結果、予め計画した設定通りに負荷を円滑に駆動させることができる。
【００７７】
（変形例２）
次に、本発明の制御装置に係るサーボ機構の変形例２について図８を参照して説明する。
変形例２の基本的構成は、第１実施形態と同様であるが、切替制御部５００が負荷の速度に基づいて第１切替器４００および第２切替器２５０の切替動作を制御する点に特徴を有する。
【００７８】
図８において、切替制御部７００は、切替タイミング判断部７１０と、切替駆動部７２０と、を備え、切替タイミング判断部７１０は、目標速度設定部７１１と、速度しきい値設定部７１２と、速度判定部７１３と、を備えている。
【００７９】
位置目標指令Ｐｒで指令されるパターンが予め既知であって、目標とする速度が予め設定されている場合において、目標速度設定部７１１には目標とする目標速度が設定されている。なお、目標速度設定部７１１は、位置目標指令Ｐｒを微分して速度指令のパターンを算出し、この速度指令Ｖｒのパターンを目標速度として設定してもよい。
速度しきい値設定部７１２には、負荷１１０の速度ｖｅに基づいて過渡状態から定常状態に移行する時点を判断するための速度しきい値εが設定されている。
速度しきい値εは、負荷１１０の速度と目標速度との差の大きさ（絶対値）が所定範囲に入っているか否かを判断するためのしきい値εとして設定され、例えば、目標速度の５％とされる。この場合、負荷１１０の速度ｖｅと目標速度Ｖｒとの差の大きさ（絶対値）が目標速度の５％以内である場合（｜Ｖｒ−ｖｅ｜≦ε）には定常状態と判断でき、負荷１１０の速度と目標速度との差の大きさ（絶対値）が目標速度の５％を超える場合（｜Ｖｒ−ｖｅ｜＞ε）には過渡状態にあると判断できる。
【００８０】
速度判定部７１３は、速度検出器２１０で検出される負荷１１０の速度ｖｅと目標速度Ｖｒとの差の絶対値（｜Ｖｒ−ｖｅ｜）が速度しきい値εに対して大きいか小さいか判定する。この判定結果を切替駆動部７２０に出力する。
【００８１】
切替駆動部７２０は、速度判定部７１３において負荷１１０の速度ｖｅと目標速度Ｖｒとの差の絶対値｜Ｖｒ−ｖｅ｜が速度しきい値εよりも大きいと判断される場合、過渡状態であるので、第１切替器４００では第１端子ａ１を選択させ、第２切替器２５０では第３端子ｂ２を選択させる。
また、切替駆動部７２０は、速度判定部７１３において負荷１１０の速度ｖｅと目標速度Ｖｒとの差の絶対値｜Ｖｒ−ｖｅ｜が速度しきい値εよりも小さいと判断される場合、定常状態であるので、第１切替器４００では第２端子ａ２を選択させ、第２切替器２５０では第４端子ｂ２を選択させる。
【００８２】
このような変形例２によれば、速度検出器２１０で検出される負荷１１０の速度により負荷１１０の実際の状態を確認しながら第１切替器４００および第２切替器２５０の切替動作を行うので、実際の負荷１１０の状態（定常状態、過渡状態）に応じて適切な制御を行うことができる。例えば、突発的な外乱により過渡的状態に移った場合でも第１切替器４００および第２切替器２５０の切替により最適な制御を行うことで、迅速に対応して負荷１１０を安定に制御することができる。
【００８３】
なお、本発明は前述の実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、第１制御ループで切り替える制御ループとして、第１制御ループは速度制御ループとし、第２制御ループは位置制御ループとしたが、切替対象となる制御ループは特に限定されず、制御対象に応じて種々設計変更されるのはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００８４】
本発明は、サーボ機構に利用できる。特に、低剛性部分を有する負荷の駆動制御を行うサーボ機構に好適に利用できえる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の制御装置に係るサーボ機構の第１実施形態を示すブロック図。
【図２】前記第１実施形態において、第１切替器、第２切替器の切替動作を説明する図。
【図３】前記第１実施形態において、第１切替器、第２切替器の切替動作を説明する図。
【図４】前記第１実施形態において、負荷の速度変化をシミュレーションした図。
【図５】本発明の制御装置に係るサーボ機構の第２実施形態を示すブロック図。
【図６】前記第２実施形態において、負荷の速度変化をシミュレーションした図。
【図７】本発明の制御装置に係るサーボ機構の変形例１を示すブロック図。
【図８】本発明の制御装置に係るサーボ機構の変形例２を示すブロック図。
【図９】従来のサーボ機構を示すブロック図。
【図１０】サーボ機構に入力する位置目標指令の例を示す図。
【図１１】従来のサーボ機構において、負荷の速度変化をシミュレーションした図。
【符号の説明】
【００８６】
１００…サーボ機構、１１０…負荷、２００…速度制御ループ、２１０…速度検出器、２２０…速度比較器、２３０…速度特性補償手段、２３１…比例補償器、２３２…積分補償器、２３３…加算器、２４０…調整手段、２４１…微分器、２４２…乗算器、２５０…第２切替器、２６０…分岐、２７０…次数差補償器、３００…位置制御ループ、３００…速度制御ループ、３１０…積分要素、３２０…位置比較器、３３０…位置補償器、３４０…分岐、４００…第１切替器、５００…切替制御部、５１０…加速度検出部、５２０…切替タイミング判断部、５２１…加速度しきい値設定部、５２２…加速度判定部、５３０…切替駆動部、６００…切替制御部、６１０…切替タイミング判断部、６１１…切替時刻設定部、６１２…時刻判定部、６１３…時刻カウンタ、６２０…切替駆動部、７００…切替制御部、７１０…切替タイミング判断部、７１１…目標速度設定部、７１２…速度しきい値設定部、７１３…速度判定部、７２０…切替駆動部、９１０…モータ速度制御ループ、９２０…負荷速度制御ループ、９２１…微分器、９２２…速度特性補償手段、９２３…比例補償器、９２４…積分補償器、９３０…位置制御ループ、９３１…位置検出器、９３２…位置補償器、ａ１…第１端子、ａ２…第２端子、ｂ１…第３端子、ｂ２…第４端子、ｅｐ…位置偏差、ｅｖ…速度偏差、Ｇ…加速度しきい値、ｇｅ…負荷加速度、Ｐｅ…負荷位置、Ｐｒ…位置目標指令、ｖｅ…負荷速度、ｖｅ…負荷速度、Ｖｒ…速度指令、Ｖｒ…目標速度、ε…速度しきい値。
【図１】
2006163533.tif 000006
【図２】
2006163533.tif 000007
【図３】
2006163533.tif 000008
【図４】
2006163533.tif 000009
【図５】
2006163533.tif 000010
【図６】
2006163533.tif 000011
【図７】
2006163533.tif 000012
【図８】
2006163533.tif 000013
【図９】
2006163533.tif 000014
【図１０】
2006163533.tif 000015
【図１１】
2006163533.tif 000016