(57)【要約】  【課題】  制御対象に励起される振動を抑制できる目標軌道を簡易的な構成且つ低コストで生成する。  【解決手段】  基準指令設定部４１には、目標時間と到達距離が固定された基準指令（位置の軌道）が複数種類用意されている。この基準指令はいずれも、位置決め制御の実行時に制御対象に振動が励起されないよう、振動を励起する原因となる特定周波数成分が抑制された軌道である。何れか一つの基準指令が選択されると、調整指令設定部４２において、基準指令における最終到達距離と入力指令における最終到達距離との差に基づき、調整指令が生成される。そして、演算器４３にて、基準指令に対し調整指令を加算又は減算する。このようにして生成された入力指令の特定周波数成分のレベルは調整指令のレベルに依存するため、調整指令を低く抑えることで、制御対象の振動を大幅に抑制できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象の制御量を目標到達値に向けて追値制御するための目標軌道を生成する方法であって、
前記制御量を予め設定された目標時間で予め設定された基準到達値に到達させるための軌道であって前記制御対象に振動が励起されないように特定周波数成分が抑制された基準軌道を予め用意しておく基準軌道用意手順と、
与えられた前記目標到達値に対し、その目標到達値と前記基準到達値の差であって前記目標到達値よりも小さい値を調整到達値として、前記制御量を前記目標時間で前記調整到達値に到達させるための調整軌道を生成する調整軌道生成手順と、
前記基準軌道に対して前記調整軌道を加算又は減算することにより前記目標軌道を生成する目標軌道生成手順と
を備えていることを特徴とする目標軌道生成方法。
【請求項２】
制御対象の制御量を目標到達値に向けて追値制御するための目標軌道を生成する方法であって、
前記制御量を、予め設定された目標時間で、前記目標到達値よりも小さい予め設定された基準到達値に到達させるための軌道であって前記制御対象に振動が励起されないように特定周波数成分が抑制された基準軌道を予め用意しておき、
前記目標到達値を、一又は複数の、前記基準到達値に相当する制御量である基準対象制御量と、少なくとも一つの、前記基準対象制御量とは異なる制御量である補正対象制御量とに分割し、
前記基準対象制御量に対応した軌道として、その基準対象制御量に対応した前記基準軌道を設定し、
前記補正対象制御量に対応する軌道として、まず、その補正対象制御量と前記基準対象制御量との差を調整到達値として、前記制御量を前記目標時間で前記調整到達値に到達させるための調整軌道を生成し、その生成した調整軌道を前記基準軌道に対して加算又は減算することにより得られる補正軌道を設定し、
前記分割により生じた前記各制御量に対して各々設定された前記基準軌道および前記補正軌道を連続的に組み合わせることによって、前記目標到達値に対応した前記目標軌道を生成する
ことを特徴とする目標軌道生成方法。
【請求項３】
制御対象の制御量を目標到達値に向けて追値制御するための目標軌道を生成する目標軌道生成装置であって、
前記制御量を予め設定された目標時間で予め設定された基準到達値に到達させるための軌道であって前記制御対象に振動が励起されないように特定周波数成分が抑制された基準軌道が記憶された基準軌道記憶手段と、
与えられた前記目標到達値に対し、その目標到達値と前記基準軌道に対応した前記基準到達値との差であって前記目標到達値よりも小さい値を調整到達値として算出する調整到達値算出手段と、
前記制御量を前記目標時間で前記調整到達値に到達させるための調整軌道を生成する調整軌道生成手段と、
前記調整到達値算出手段による前記調整到達値の算出に用いられた前記基準到達値に対応した前記基準軌道に対し、前記調整軌道生成手段により生成された調整軌道を加算又は減算することにより、前記目標軌道を生成する目標軌道生成手段と
を備えていることを特徴とする目標軌道生成装置。
【請求項４】
請求項３記載の目標軌道生成装置であって、
前記基準軌道記憶手段には、前記基準到達値が異なる複数種類の基準軌道が記憶されていることを特徴とする目標軌道生成装置。
【請求項５】
制御対象の制御量を目標到達値に向けて追値制御するための目標軌道を生成する目標軌道生成装置であって、
前記制御量を予め設定された目標時間で予め設定された基準到達値に到達させるための軌道であって前記制御対象に振動が励起されないように特定周波数成分が抑制された基準軌道が記憶された基準軌道記憶手段と、
前記目標到達値に対応する制御量を、１又は複数の、前記基準到達値に相当する制御量である基準対象制御量と、少なくとも一つの、前記基準対象制御量とは異なる制御量である補正対象制御量とに分割する目標分割手段と、
前記基準対象制御量に対応する軌道として、その基準対象制御量に対応した前記基準軌道を設定する基準軌道設定手段と、
前記補正対象制御量と前記基準対象制御量との差を調整到達値として算出する調整到達値算出手段と、
前記制御量を前記目標時間で前記調整到達値に到達させるための調整軌道を生成する調整軌道生成手段と、
前記基準軌道に対して前記調整軌道を加算又は減算して得られる軌道を、前記補正対象制御量に対応した補正軌道として設定する補正軌道設定手段と、
前記目標分割手段により分割された前記各制御量の各々に対して前記基準軌道設定手段又は前記補正軌道設定手段のいずれかにより設定された前記基準軌道および前記補正軌道を連続的に組み合わせることにより、前記目標軌道を生成する目標軌道生成手段と
を備えていることを特徴とする目標軌道生成装置。
【請求項６】
請求項５記載の目標軌道生成装置であって、
前記目標軌道生成手段は、前記目標軌道を構成する複数の軌道のうち、少なくとも最後の軌道が前記補正軌道となるように、前記目標軌道を生成する
ことを特徴とする目標軌道生成装置。
【請求項７】
請求項６記載の目標軌道生成装置であって、
前記目標分割手段は、前記目標到達値に対応する制御量を、一つの前記補正対象制御量と一又は複数の前記基準対象制御量とに分割し、
前記目標軌道生成手段は、前記目標軌道を構成する複数の軌道のうち、最後の軌道のみが前記補正軌道であって他の軌道は前記基準軌道となるように、前記目標軌道を生成する
ことを特徴とする目標軌道生成装置。
【請求項８】
請求項５記載の目標軌道生成装置であって、
前記目標軌道生成手段は、前記目標軌道を構成する複数の軌道のうち、最後の軌道以外の少なくとも一つの軌道が前記補正軌道となるように、前記目標軌道を生成する
ことを特徴とする目標軌道生成装置。
【請求項９】
請求項８記載の目標軌道生成装置であって、
前記目標分割手段は、前記目標到達値に対応する制御量を、一つの前記補正対象制御量と一又は複数の前記基準対象制御量とに分割し、
前記目標軌道生成手段は、前記目標軌道を構成する複数の軌道のうち、最初の軌道のみが前記補正軌道であって他の軌道は前記基準軌道となるように、前記目標軌道を生成する
ことを特徴とする目標軌道生成装置。
【請求項１０】
請求項５〜９のいずれかに記載の目標軌道生成装置であって、
前記基準軌道記憶手段には、前記基準到達値が異なる複数種類の基準軌道が記憶されていることを特徴とする目標軌道生成装置
【請求項１１】
請求項１０記載の目標軌道生成装置であって、
前記目標分割手段により分割される１又は複数の前記基準制御量は、いずれも、前記基準軌道記憶手段に記憶されている複数種類の基準軌道のうち、前記基準到達値が最も大きいものに対応したものである
ことを特徴とする目標軌道生成装置。
【請求項１２】
請求項４、請求項１０又は１１のいずれかに記載の目標軌道生成装置であって、
前記基準軌道記憶手段に記憶されている前記基準軌道を加算又は減算することにより、その基準軌道記憶手段には記憶されていない新たな基準軌道を生成する基準軌道演算手段を備えている
ことを特徴とする目標軌道生成装置。
【請求項１３】
請求項４、請求項１０〜１２のいずれかに記載の目標軌道生成装置であって、
前記基準軌道記憶手段には、基準到達値の最大値をＬとしたとき、等比数列Ｌ／２n-1（但し、ｎ＝１，２，３・・・）における少なくとも第２項までの数値で示される複数の基準到達値に対応した前記基準軌道が記憶されている
ことを特徴とする目標軌道生成装置。
【請求項１４】
制御対象を初期位置から目標位置へ移動させるための位置の目標軌道を生成し、前記制御対象を前記目標軌道に追随して移動させるよう構成された位置決め制御装置において、  請求項３〜１３のいずれかに記載の目標軌道生成装置を備え、その目標軌道生成装置によって、前記制御対象を初期位置から前記目標到達値としての前記目標位置まで移動させるための前記位置の目標軌道が生成される
ことを特徴とする位置決め制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御対象の制御量を目標到達値に向けて追値制御するための目標軌道を生成する方法と装置、および、その方法により目標軌道を生成して位置決め制御を行う位置決め制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より知られている追値制御では、目標軌道として与えられる指令に追従して制御対象の状態が変化するよう、目標軌道を制御器に入力し、この制御器によって制御対象を（より詳しくはその制御量を）希望する状態へと到達させる。
【０００３】
このような追値制御の一つとして制御対象の位置を制御する位置決め制御が知られている。位置決め制御における目標軌道の生成は、図１２に示すように、まず加速度波形を生成し、それを２階積分することによって位置指令（位置の目標軌道）を生成することにより行われるのが一般的である。その際、図示の如く、必要に応じて加速度波形をフーリエ変換して得られる周波数特性も考慮される。この場合、高速フーリエ変換（ＦＦＴ）が用いられるのが一般的である。このようにして生成された位置指令が実際に制御システムに実装され、この位置指令に従って制御対象が制御されて、その制御量が追値制御されることになる。
【０００４】
位置決め制御装置の具体例を図１３に示す。図１３は、従来より周知の位置決め制御装置の制御ブロック図である。図１３の位置決め制御装置では、指令設定部２１１にて位置指令（目標軌道）が生成され、それが制御器２１３への入力指令として演算器２１２に入力される。演算器２１２には、制御対象２１４の実際の位置である制御量もフィードバック入力されている。そのため、入力指令（目標位置）と実際の制御対象の位置との偏差が制御器２１３に入力されることになる。制御器２１３では、入力される偏差に基づいて制御対象２１４への操作量を決定し、制御対象２１４へ出力する。
【０００５】
このように構成された位置決め制御装置における入出力応答の一例を図１４に示す。図１３で説明した方法によって指令設定部２１１で生成される入力指令（位置指令）は、図１４（ａ）の通りである。これに対し、制御対象２１４の出力応答（位置応答）は図１４（ｂ）に示す通りである。また、制御対象２１４の加速度応答は図１４（ｃ）に示す通りである。
【０００６】
ところで、このように構成された従来の位置決め制御装置では、制御の過程で制御対象が振動し、目標位置へ精度よく到達できなくなるおそれがある。振動が発生する主な要因として、制御器２１３側に入力される入力指令（位置の目標軌道）に制御対象２１４固有の共振周波数と同じ周波数の成分が含まれている場合が挙げられる。或いは、制御対象２１４の共振周波数や各種外乱によって決まる特定の周波数成分が入力指令に含まれている場合もある。
【０００７】
このような制御対象の振動を抑制する方法として、例えば、加速度の微分値の二乗値を積分した評価関数が最小となるような目標位置を多項式（５次式）で表し、それを各サンプル時間毎に演算することにより、高周波成分を抑制する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００８】
また、別の方法として、フィードフォワード制御器からの指令とフィードバック制御器からの指令を加算して制御対象側へ入力するよう構成された制御システムにおいて、フィードフォワード制御器からの指令の出力時間間隔をフィードバック制御器からの指令の出力時間間隔よりも短くし、さらに、フィードフォワード制御器からの指令をフィードバック制御器の１サンプリング周期の間に複数回出力させると共にこの複数回の出力の時間間隔が一定ではないものとすることで、制御対象の高次共振モードが励起されないようにする技術も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００９】
さらに別の方法として、ノッチフィルタを用いて入力指令から特定の周波数成分を除去する技術も知られている。
【特許文献１】特開２０００―４７７０１号公報
【特許文献２】特開平３―２３３６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に記載の方法では、高周波成分を抑制することはできるものの、特定の周波数成分を除去するものではない。そのため、制御対象の固有の共振周波数成分を的確に除去して振動を抑制することは困難である。
【００１１】
また、特許文献２に記載の方法では、特定の周波数成分を評価関数に入れて設計を行うものであるため、特定の周波数成分を抑制した目標軌道を生成することは可能である。しかし、離散系システムを前提とした技術であって、これを実現するにはマルチサンプリングを用いる必要があるため、装置構成が複雑となって高価なシステムとなり、現実的ではない。しかも、非常に大規模な逆行列を解く必要があるため、目標位置や目標時間が変わるシステム等でオンラインで解いて用いようとすると、計算負荷が多大なものとなる。
【００１２】
ノッチフィルタを用いる方法は、共振周波数成分の抑制効果自体は高く、有用である。しかし、フィルタとしての性能を高めようとするほど、制御対象の応答が遅くなってしまう。そのため、速い応答が求められる制御システムでの適用は困難である。
【００１３】
本発明は上記課題に鑑みなされたものであり、制御対象に励起される振動を抑制できる目標軌道を簡易的な構成且つ低コストで生成する方法と装置、および、その方法を用いて目標軌道が生成される位置決め制御装置を提供し、制御対象が希望する状態へ精度良く到達できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記課題を解決するためになされた請求項１記載の目標軌道生成方法は、制御対象の制御量を目標到達値に向けて追値制御するための目標軌道を生成する方法であって、基準軌道用意手順と、調整軌道生成手順と、目標軌道生成手順とを備える。
【００１５】
基準軌道用意手順では、前記制御量を予め設定された目標時間で予め設定された基準到達値に到達させるための軌道であって前記制御対象に振動が励起されないように特定周波数成分が抑制された基準軌道を予め用意しておく。
【００１６】
調整軌道生成手順では、与えられた前記目標到達値に対し、その目標到達値と前記基準到達値の差であって前記目標到達値よりも小さい値を調整到達値として、前記制御量を前記目標時間で前記調整到達値に到達させるための調整軌道を生成する。
【００１７】
そして、目標軌道生成手順では、前記基準軌道に対して前記調整軌道を加算又は減算することにより前記目標軌道を生成する。加算又は減算のいずれの演算にするかは、目標軌道を生成するという目的上、当然ながら、基準軌道における基準到達値に対して調整軌道における調整到達値をどのように演算すれば目標到達値が得られるかによって決まるものである。
【００１８】
具体的には、基準到達値が目標到達値よりも大きい場合は、基準到達値から調整到達値を減算した結果が目標到達値となるため、基準軌道に対して調整軌道を減算することで目標軌道が生成されることになる。逆に、基準到達値が目標到達値よりも小さい場合は、基準到達値に調整到達値を加算した結果が目標到達値となるため、基準軌道に対して調整軌道を加算することで目標軌道が生成されることになる。
【００１９】
つまり、本発明の目標軌道生成方法は、基準軌道と調整軌道の加減算によって目標軌道を生成するようにしており、このうち基準軌道については、振動を抑制するために特定周波数成分が抑制されたものが予め用意されている。そして、実際に生成すべき目標軌道と基準軌道との差分を調整軌道として生成し、基準軌道に対して加算又は減算することによって、目標軌道を得るようにしている。
【００２０】
そのため、調整軌道に特定周波数成分が含まれているとしても、基準軌道では特定周波数成分が抑制されているため、これらをもとに生成される目標軌道全体としては特定周波数成分が低レベルに抑えられる。この結果、制御対象の振動が抑制されることとなる。基準軌道に対して調整軌道の占める割合が小さいほど、特定周波数成分も抑制され、振動抑制効果が大きくなることになる。つまり、基準軌道が目標軌道に近いほど、また、調整軌道が基準軌道に対して低レベルであるほど、振動抑制効果が大きくなる。なお、「特定周波数成分が抑制された」とは、その周波数成分に起因して振動が生じることのない程度のレベルに抑制されたことを意味し、特定周波数成分が全くない場合も勿論含む。
【００２１】
基準軌道において抑制されるべき特定周波数成分は、目標軌道に従った追値制御の実行時に（追値制御に起因して）制御対象の振動を励起する要因となるものであり、例えば、制御対象が持つ固有の共振周波数成分が考えられる。但し、制御対象に振動を引き起こす要因となる周波数成分は、必ずしも制御対象の共振周波数とは限らず、例えば制御対象を支持している物や制御量が目標到達値まで変化していく過程で制御対象に接する物、或いは、外部から制御対象に伝わってくる振動などの各種外乱の影響によって、様々に変わり得るものである。そのため、制御対象やその周囲の状態を総合的に考慮し、結果として、制御の過程で制御対象に振動が励起されないように特定周波数成分を決めればよい。
【００２２】
調整軌道の生成タイミングは、例えば、追値制御によって実際に制御量が変化し始める前の初期段階で調整軌道全体を生成してもよいし、追値制御の過程（制御量の変化の過程）で随時、そのときの調整軌道における値を求めることで結果として調整軌道が生成されるようにしてもよい。
【００２３】
前者の場合、初期段階で調整軌道全体が生成されるため、実際の追値制御の過程では、その時々における基準軌道上の値と調整軌道上の値の加算又は減算により、その時の目標値（目標軌道上の値）が随時演算されることになる。後者の場合は、例えば、調整指令を生成するための何らかのデータ等（加速度波形など）を用意し、実際の追値制御の過程で、そのデータ等に基づいてその時々の調整軌道上の値を生成していくことになる。そして、得られた調整軌道上の値とその時の基準軌道上の値の加算又は減算により、その時の目標値（目標軌道上の値）が随時演算されることになる。つまり、後者の場合は調整軌道全体を生成してから実際の追値制御に入るのではなく、追値制御の過程で調整軌道（実際にはその時々での調整軌道上の値）の生成と目標軌道（実際にはその時々での目標軌道上の値）の生成を並行して行っていくことになる。
【００２４】
なお、目標軌道の生成についても、上記例ではいずれも追値制御を行いつつ随時その時々の目標値（目標軌道上の値）を演算する場合を挙げたが、これに限らず、初期段階で調整軌道の生成およびそれに基づく目標軌道全体の生成まで済ませ、それをもとにして、実際の追値制御に入るようにしてもよい。
【００２５】
また、上述のように調整到達値が目標到達値よりも小さい必要があるのはもちろんであるが、最終的な到達値だけでなく、軌道全体をみた場合も、調整軌道が目標軌道を越えることがないように調整軌道を生成する必要がある。
【００２６】
従って、請求項１記載の目標軌道生成方法によれば、制御対象の振動の要因となる特定周波数成分が抑制された基準軌道を予め用意しておき、これに調整軌道を加算又は減算することで目標軌道を生成するため、調整軌道に特定周波数成分が含まれていても目標軌道全体としては低レベルに抑えることができ、制御対象を目標到達値まで精度良く到達させることが可能となる。
【００２７】
しかも、特定周波数成分が抑制された基準軌道は予め用意するようにし、また、調整軌道を生成する際には制御対象の振動を考慮する必要がないため、簡易的な方法且つ低コストで目標軌道を生成することが可能となる。
【００２８】
なお、生成可能な目標軌道としては、例えば、位置の軌道、速度の軌道、加速度の軌道など、追従させる目標軌道が明確に与えられるような制御（追値制御）で制御指令として用いられる種々の軌道が考えられる。即ち、基準軌道および調整軌道は、次元が同じである限り、種々の制御量のものが考えられる。
【００２９】
次に、請求項２に記載の目標軌道生成方法は、制御対象の制御量を目標到達値に向けて追値制御するための目標軌道を生成する方法であって、前記制御量を、予め設定された目標時間で、前記目標到達値よりも小さい予め設定された基準到達値に到達させるための軌道であって前記制御対象に振動が励起されないように特定周波数成分が抑制された基準軌道を予め用意しておく。そして、前記目標到達値を、一又は複数の、前記基準到達値に相当する制御量である基準対象制御量と、少なくとも一つの、前記基準対象制御量とは異なる制御量である補正対象制御量とに分割する。そして、前記基準対象制御量に対応した軌道として、その基準対象制御量に対応した前記基準軌道を設定する。また、前記補正対象制御量に対応する軌道としては、まず、その補正対象制御量と前記基準対象制御量との差を調整到達値として、前記制御量を前記目標時間で前記調整到達値に到達させるための調整軌道を生成し、その生成した調整軌道を前記基準軌道に対して加算又は減算することにより得られる補正軌道を設定する。そして、前記分割により生じた前記各制御量に対して各々設定された前記基準軌道および前記補正軌道を連続的に組み合わせることによって、前記目標到達値に対応した前記目標軌道を生成する。
【００３０】
即ち、最終的に到達すべき目標到達量を、一又は複数の基準対象制御量と、少なくとも一つの補正対象制御量に分割し、基準対象制御量に対しては基準軌道を設定し、補正対象制御量に対しては補正軌道を設定するのである。
【００３１】
これにより、制御開始の初期状態から目標到達量に至るまでの過程において、基準軌道が設定された制御量については、特定周波数成分が抑制された基準軌道のみに従った追値制御が行われることになり、補正軌道が設定された制御量に限り、特定周波数成分が含まれている可能性のある補正軌道に従った追値制御が行われることになる。
【００３２】
従って、請求項２記載の目標軌道生成方法によれば、基準軌道だけで制御できる分についてはそのようにし、基準軌道で対応できない制御量については補正軌道を生成してそれに従って制御できるため、生成される目標軌道全体における特定周波数成分を含む（又はその可能性がある）区間をより短く抑えることができる。
【００３３】
つまり、基準軌道のみで制御する間は振動が生じず、補正軌道で制御する間だけ、その補正軌道に含まれている特定周波数成分のレベルに応じた振動（但し低レベル）が生じるだけであるため、全体として振動の発生を大幅に抑制でき、制御対象を目標到達値まで精度良く到達させることが可能となる。
【００３４】
しかも、請求項１と同様、特定周波数成分が抑制された基準軌道は予め用意するようにし、また、調整軌道を生成する際（換言すれば、補正軌道を生成する際）には制御対象の振動を考慮する必要がないため、簡易的な方法且つ低コストで目標軌道を生成することが可能となる。
【００３５】
なお、本発明（請求項２）における「分割」とは、はじめから文字通り目標到達値を分割してから実際に制御対象の制御に入るものに限らず、例えば、基準軌道のみによる追値制御を一又は複数回段階的に積み重ねていき、その過程で補正軌道による追値制御を組み込むことで、結果として目標到達値が、基準軌道により制御された基準対象制御量と補正軌道により制御された補正対象制御量とに分割された状態となるような場合も含む。
【００３６】
次に、請求項３記載の発明は、制御対象の制御量を目標到達値に向けて追値制御するための目標軌道を生成する目標軌道生成装置であって、前記制御量を予め設定された目標時間で予め設定された基準到達値に到達させるための軌道であって前記制御対象に振動が励起されないように特定周波数成分が抑制された基準軌道が記憶された基準軌道記憶手段と、与えられた前記目標到達値に対し、その目標到達値と前記基準軌道に対応した前記基準到達値との差であって前記目標到達値よりも小さい値を調整到達値として算出する調整到達値算出手段と、前記制御量を前記目標時間で前記調整到達値に到達させるための調整軌道を生成する調整軌道生成手段と、前記調整到達値算出手段による前記調整到達値の算出に用いられた前記基準到達値に対応した前記基準軌道に対し、前記調整軌道生成手段により生成された調整軌道を加算又は減算することにより、前記目標軌道を生成する目標軌道生成手段とを備えていることを特徴とする。
【００３７】
このように構成された目標軌道生成装置によれば、請求項１記載の目標軌道生成方法が実現でき、請求項１と同様の作用・効果を得ることができる。
この場合、例えば請求項４記載のように、前記基準軌道記憶手段には、前記基準到達値が異なる複数種類の基準軌道が記憶されているようにしてもよい。このように構成された目標軌道生成装置によれば、複数の目標到達値のそれぞれに対して適切な基準軌道を選択することができ、調整軌道が占める割合が低減された（つまり、特定周波数成分がより抑制された）適切な目標軌道を生成することが可能となる。
【００３８】
次に、請求項５記載の発明は、制御対象の制御量を目標到達値に向けて追値制御するための目標軌道を生成する目標軌道生成装置であって、前記制御量を予め設定された目標時間で予め設定された基準到達値に到達させるための軌道であって前記制御対象に振動が励起されないように特定周波数成分が抑制された基準軌道が記憶された基準軌道記憶手段と、前記目標到達値に対応する制御量を、１又は複数の、前記基準到達値に相当する制御量である基準対象制御量と、少なくとも一つの、前記基準対象制御量とは異なる制御量である補正対象制御量とに分割する目標分割手段と、前記基準対象制御量に対応する軌道として、その基準対象制御量に対応した前記基準軌道を設定する基準軌道設定手段と、前記補正対象制御量と前記基準対象制御量との差を調整到達値として算出する調整到達値算出手段と、前記制御量を前記目標時間で前記調整到達値に到達させるための調整軌道を生成する調整軌道生成手段と、前記基準軌道に対して前記調整軌道を加算又は減算して得られる軌道を、前記補正対象制御量に対応した補正軌道として設定する補正軌道設定手段と、前記目標分割手段により分割された前記各制御量の各々に対して前記基準軌道設定手段又は前記補正軌道設定手段のいずれかにより設定された前記基準軌道および前記補正軌道を連続的に組み合わせることにより、前記目標軌道を生成する目標軌道生成手段とを備えていることを特徴とする。
【００３９】
このように構成された目標軌道生成装置によれば、請求項２記載の目標軌道生成方法が実現でき、請求項２と同様の作用・効果を得ることができる。
このように目標軌道を複数の軌道（基準軌道と補正軌道）の連続的な組み合わせで生成する場合、基準軌道に対して補正軌道をどの段階で組み込んでいくかは適宜決めることができるが、例えば請求項６に記載のように、前記目標軌道生成手段は、前記目標軌道を構成する複数の軌道のうち、少なくとも最後の軌道が前記補正軌道となるように、前記目標軌道を生成するようにしてもよい。
【００４０】
つまり、基準軌道だけで段階的に目標到達値まで近づけていき、最後の段階で、補正軌道を用いた追値制御により、制御対象の制御量を目標到達値に到達させるのである。
このように構成することで、仮に基準軌道のみでの制御の段階で制御目標と実際の制御量とに誤差が生じてしまっても、最終段の補正軌道による追値制御でその誤差を吸収することが可能となる。
【００４１】
上記請求項６記載の目標軌道生成装置は、さらに請求項７記載のように、補正軌道を用いるのは最後の段のみとし、それ以外は全て基準軌道を用いるようにするとよい。即ち、請求項７記載の目標軌道生成装置では、前記目標分割手段は、前記目標到達値に対応する制御量を、一つの前記補正対象制御量と一又は複数の前記基準対象制御量とに分割する。そして、前記目標軌道生成手段は、前記目標軌道を構成する複数の軌道のうち、最後の軌道のみが前記補正軌道であって他の軌道は前記基準軌道となるように、前記目標軌道を生成する。
【００４２】
このように、複数の軌道を連続的に組み合わせて目標軌道を生成する場合に最後の段（目標到達値に到達する区間）のみを補正軌道で追値制御させるようにすることで、上記請求項６の効果に加え、最後の段以外は全て基準軌道のみに従った制御となって制御対象に振動が励起されないため、全体として振動抑制効果がより向上する。
【００４３】
一方、目標軌道を複数の軌道（基準軌道と補正軌道）の連続的な組み合わせで生成する場合に、上述した請求項６又は請求項７のように最後の段を補正軌道で制御するのではなく、例えば請求項８に記載のように、前記目標軌道生成手段が、前記目標軌道を構成する複数の軌道のうち、最後の軌道以外の少なくとも一つの軌道が前記補正軌道となるように、前記目標軌道を生成するようにしてもよい。
【００４４】
つまり、目標到達値に至るまでの複数の軌道のうち、目標到達値に達する最後の軌道よりも前の段階で補正軌道による制御を行っておき、最後の軌道は基準軌道とするのである。このようにすれば、最後の段は特定周波数成分が抑制された基準軌道での制御となるため、目標到達値に到達する際の制御対象の振動が抑制され、精度よく到達させることが可能となる。
【００４５】
上記請求項８記載の目標軌道生成装置は、さらに請求項９記載のように、補正軌道を用いるのは最初の段のみとし、それ以外は全て基準軌道を用いるようにするとよい。即ち、請求項９記載の目標軌道生成装置では、前記目標分割手段は、前記目標到達値に対応する制御量を、一つの前記補正対象制御量と一又は複数の前記基準対象制御量とに分割する。そして、前記目標軌道生成手段は、前記目標軌道を構成する複数の軌道のうち、最初の軌道のみが前記補正軌道であって他の軌道は前記基準軌道となるように、前記目標軌道を生成する。
【００４６】
このように、複数の軌道を連続的に組み合わせて目標軌道を生成する場合に最初の段（目標軌道による制御開始後の最初の区間）のみを補正軌道で追値制御させるようにすることで、最初の段で振動が生じてもそれ以後はその振動が減衰していくため、目標到達値に到達するまでの振動の減衰がより効果的になされ、目標到達値への到達精度がより高まる。
【００４７】
上述した請求項５〜９いずれかに記載の目標軌道生成装置においても、請求項１０に記載のように、前記基準軌道記憶手段には、前記基準到達値が異なる複数種類の基準軌道が記憶されているようにしてもよい。このように構成された目標軌道生成装置によれば、複数の目標到達値のそれぞれに対して適切な基準軌道を選択することができ、調整軌道が占める割合が低減された（つまり、特定周波数成分がより抑制された）適切な目標軌道を生成することが可能となる。
【００４８】
そして、このように複数種類の基準軌道が記憶されている場合は、例えば請求項１１記載のように、前記目標分割手段により分割される１又は複数の前記基準制御量が、いずれも、前記基準軌道記憶手段に記憶されている複数種類の基準軌道のうち、前記基準到達値が最も大きいものに対応したものであるとよい。
【００４９】
つまり、基準軌道を連続的に組み合わせるにあたっては、補正軌道も含めて最終的に目標到達値に到達できる限り、複数種類の基準軌道のどれを用いてもいいのだが、最も大きい基準軌道を用いることで、目標軌道を生成するための連続的な組み合わせの数をより少なくするのである。
【００５０】
このようにすることで、目標到達値に至るまでの基準軌道および補正軌道の組み合わせの総数を少なくすることができ、目標到達値により早く到達させることが可能となる。
請求項４、請求項１０又は１１のいずれかに記載の目標軌道生成装置のように、基準軌道が複数用意（記憶）されている場合には、さらに、例えば請求項１２に記載のように、基準軌道演算手段を備えるようにしてもよい。この基準軌道演算手段は、前記基準軌道記憶手段に記憶されている前記基準軌道を加算又は減算することによって、その基準軌道記憶手段には記憶されていない新たな基準軌道を生成するものである。
【００５１】
つまり、目標時間が同じで基準到達値が異なる複数の基準軌道が用意されている場合に、その用意されている基準軌道に加え、それらを相互に加算又は減算することで新たな基準軌道を生成できるようにするのである。例えば、基準軌道として基準到達値がＬと２Ｌの２種類（目標時間は同じ）のものが用意されているならば、これらを加算することで基準到達値が３Ｌの基準軌道を生成できるし、２Ｌを二つ加算することで４Ｌの基準軌道も生成できる。
【００５２】
このように、予め用意されている基準軌道のみでなくこれらを加算又は減算することで新たな基準軌道を生成できるようにすることで、基準軌道記憶手段の記憶容量を増加させることなく基準軌道の種類を増やすことができる。この結果、目標軌道全体における調整軌道使用区間の占める割合をより低減でき、制御対象の振動低減効果をより一層高めることが可能となる。
【００５３】
そして、基準軌道を複数用意（記憶）する場合、具体的には、例えば請求項１３に記載のように基準到達値が等比数列状となるような組み合わせにしてもよい。即ち、請求項１３記載の発明は、請求項４、請求項１０〜１２のいずれかに記載の目標軌道生成装置であって、前記基準軌道記憶手段には、基準到達値の最大値をＬとしたとき、等比数列Ｌ／２n-1（但し、ｎ＝１，２，３・・・）における少なくとも第２項までの数値で示される複数の基準到達値に対応した前記基準軌道が記憶されている。
【００５４】
このように構成された目標軌道生成装置によれば、当該装置により生成された目標軌道が入力される制御システムが例えば、ある量（制御量）を基準にしてその１／２nの量だけ制御することが多いようなシステムである場合に、基準軌道が上記のように等比数列状に複数種類用意されていれば、より多くの目標軌道を予め用意された基準軌道のみ或いはそれらの組み合わせで構成できる。その場合、目標軌道を生成するにあたってそのほとんどを調整軌道を用いずに基準軌道のみで生成することができる。
【００５５】
次に、請求項１４記載の発明は、制御対象を初期位置から目標位置へ移動させるための位置の目標軌道を生成し、前記制御対象を前記目標軌道に追随して移動させるよう構成された位置決め制御装置において、請求項３〜１３のいずれかに記載の目標軌道生成装置を備え、その目標軌道生成装置によって、前記制御対象を初期位置から前記目標到達値としての前記目標位置まで移動させるための前記位置の目標軌道が生成されるよう構成されたものである。
【００５６】
つまり、位置決め制御を行うにあたり、目標となる位置の軌道を、上述した請求項３〜１３いずれかの目標軌道生成装置を用いて生成するのである。これにより、特定周波数成分の抑制された位置の目標軌道が生成され、その目標軌道に従って制御対象が目標到達値（位置）まで制御（移動）されることになる。
【００５７】
そのため、目標位置に到達するまでの制御対象の振動が抑制され、目標到達値での停止精度を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下に、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
［第１実施形態］
図１は、本発明が適用されたファクシミリ装置１の概略構成を表すブロック図である。
【００５９】
本実施形態のファクシミリ装置１は、他のファクシミリ装置から電話回線を経由して受信した画像データを記録媒体となる記録用紙に印刷したり、記録用紙に印刷された画像データをスキャナーで読み込み、他のファクシミリ装置に電話回線を経由して送信したりするために用いられる。
【００６０】
図１に示す如く、ファクシミリ装置１は、ＣＰＵ２、ＲＯＭ３、ＲＡＭ４を中心とするマイクロコンピュータとして構成され、バス２８を介してＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）８に接続されている。
【００６１】
ＲＯＭ３には、ファクシミリ装置１の通信制御プログラム、パネルインターフェース１９から入力される各種機能の制御用プログラム、ファクシミリ機能である読取動作及び記録動作プログラム、更には、後述する基準指令・調整指令生成プログラムや入力指令生成プログラム等が格納されている。ＲＡＭ４は、ＣＰＵ２がこれらのプログラムを実行する際に用いる各種データ等が記憶される。
【００６２】
ファクシミリ装置１は、記録用紙（図示略）を副走査方向に搬送する搬送ローラ１１と、この搬送ロ−ラ１１を駆動する駆動源となる搬送モータ１０を備えている。搬送ローラ１１は搬送モータ１０に接続され、搬送モータ１０の駆動力を受けて搬送ローラ１１が回転することにより、記録用紙が副走査方向に搬送される。
【００６３】
搬送モータ１０は駆動回路９によって駆動される。即ち、ＡＳＩＣ８では、ＣＰＵ２からの指令に基づいて制御信号（ＰＷＭ信号）が生成され、駆動回路９へ出力される。そして、駆動回路９では、ＡＳＩＣ８から入力された制御信号に基づいて搬送モータ１０を回転させるためのパルス信号等の駆動信号を生成して搬送モータ１０へ出力する。
【００６４】
また、記録用紙にインクを噴射して画像を形成する印字ヘッド１５が搭載されたキャリッジ１４と、このキャリッジ１４を駆動する駆動源となるキャリッジモータ１３も備えており、キャリッジモータ１３の回転により、キャリッジ１４は、記録用紙上を主走査方向に往復移動される。これに伴い、キャリッジ１４に搭載された印字ヘッド１５も記録用紙上を主走査方向に往復運動されることになる。
【００６５】
キャリッジモータ１３は、駆動回路１２により駆動される。この駆動回路１２も、既述の駆動回路９と同様、ＡＳＩＣ８からの制御信号（ＰＷＭ信号）に基づいて、キャリッジモータ１３を回転させるためのパルス信号等の駆動信号を生成してキャリッジモータ１３へ出力する。
【００６６】
ＡＳＩＣ８には、記録用紙がファクシミリ装置１の内部に給紙されたときにその記録用紙の位置を検出するセンサ５や、搬送ローラ１１の回転量を検出するために搬送ローラ１１又は搬送モータ１０に設けられたロータリエンコーダ６、キャリッジ１４の移動量を検出するためのリニアエンコーダ７等が接続されている。
【００６７】
駆動回路１６は、印字ヘッド１５を、記録用紙に対向した方向に近接するように上下動作させたり、所定のタイミングでインク液を記録媒体に吐出させるためのものであり、ＣＰＵ２から出力される制御命令に基づき、ＡＳＩＣ８において生成され出力された信号を受けて、印字ヘッド１５を駆動制御する。
【００６８】
ＡＳＩＣ８はまた、ＮＣＵ（Ｎｅｔｗｏｒｋ  ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）２６と接続されており、公衆回線からＮＣＵ２６を介して入力された通信信号がＭＯＤＥＭ２７によって復調されて入力される。送信原稿データを外部へ送信する場合には、ＭＯＤＥＭ２７よって変調された通信信号が公衆回線に出力される。
【００６９】
更に、ＡＳＩＣ８には、用紙スタッカー（図示略）からファクシミリ装置１の装置本体内に供給された原稿の画像や文字を読み取るための読取部１８（例えば、スキャナーなど）、送受信操作のためのキーボード２０や液晶ディスプレイ２１を備えたパネルインターフェース１９、送受信したデータを記録できる磁器ディスクなどのスロット２３を備えた着脱可能なメモリインターフェース２２、パソコンなどの外部機器に接続してデータの送受信を行うために、パラレルインターフェース２４やＵＳＢインターフェース２５、などが接続されている。
【００７０】
上記のように構成されたファクシミリ装置１においては、搬送ローラ１１の駆動制御（即ち搬送モータ１０の駆動制御）や、キャリッジ１４の駆動制御（即ちキャリッジモータ１３の駆動制御）において、位置決め制御がなされる。
【００７１】
具体的には、搬送ローラ１１の駆動制御においては、例えば記録用紙を初期位置から所定の目標到達位置まで搬送する際に、位置の目標軌道が入力指令としてＣＰＵ２からＡＳＩＣ８へ出力される。この入力指令に基づいてＡＳＩＣ８は既述の通り制御信号（ＰＷＭ信号）を生成し、駆動回路９へ出力する。
【００７２】
また、キャリッジ１４においては、例えば印字ヘッド１５を初期位置から所定距離だけ主走査方向に移動させる際に、位置の目標軌道（位置指令）が入力指令としてＣＰＵ２からＡＳＩＣ８へ出力される。この入力指令に基づいてＡＳＩＣ８は既述の通り制御信号（ＰＷＭ信号）を生成し、駆動回路１２へ出力する。
【００７３】
そして、本実施形態では、ＡＳＩＣ８へ入力される指令（目標軌道）をＣＰＵ２が生成するにあたり、制御対象である搬送ローラ１１やこれにより搬送される記録用紙、或いは、キャリッジ１４やこれに搭載されて移動される印字ヘッド１５が、その位置決め制御中に振動せず目標位置に正確に到達できるよう、振動を励起する要因となる特定周波数成分ができるだけ入力指令に含まれないようにしている。以下、この入力指令（目標軌道）の生成方法について説明する。
【００７４】
図２に、本実施形態のファクシミリ装置１に搭載されている位置決め制御装置３０をより概念化した制御ブロック図を示す。ファクシミリ装置１においては、図２に示すようなフィードバック制御系で示される位置決め制御装置３０が搭載されている。
【００７５】
この位置決め制御装置３０の構成において、入力指令とフィードバック信号との差分が演算器３２で演算され、その結果（差分）が制御器３３に入力されることで操作量が決定されて制御対象３４に入力され、その操作量に従って制御対象３４が制御されるという一連の動作の流れについては、従来より周知のフィードバック制御系と全く同じである。
【００７６】
演算器３２および制御器３３は、ＡＳＩＣ８の中に構成されているものであり、ＡＳＩＣ８から出力されるＰＷＭ信号は、制御器３３で生成される操作量に相当するものである。また、制御対象３４の出力とは、例えばキャリッジ１４の位置（印字ヘッド１５の位置）であったり、或いは、搬送ローラ１１によって搬送される記録用紙の位置であったりする。これらは、上述したセンサ５や各エンコーダ６，７によって検出され、ＡＳＩＣ８へフィードバック入力されることになる。
【００７７】
そして、本実施形態の位置決め制御装置３０が従来の位置決め制御装置と大きく異なる点は、入力指令を生成する入力指令生成部３１を備えていること及びその構成にある。なお、この入力指令生成部３１としての機能は具体的にはＣＰＵ２が担っている。
【００７８】
図２に示すように、入力指令生成部３１は、基準指令設定部４１と、調整指令設定部４２と、演算器４３とにより構成されている。基準指令設定部４１には、目標時間と到達距離が固定された基準軌道（位置の軌道）が複数種類用意されている。具体的には、ＲＯＭ３に、指令テーブルとして到達距離が２Ｌ，５Ｌ，８Ｌの三種類の基準軌道が予め記憶されている。この三種類の基準軌道は、目標時間は同じであるが到達距離が上記のように異なっている。
【００７９】
この基準軌道はいずれも、位置決め制御の実行時に制御対象に振動が励起されないよう、振動を励起する原因となる特定周波数成分が抑制された軌道である。つまり、この基準軌道を入力指令として制御対象側に入力しても、特定周波数成分が抑制されているため、この基準軌道に起因して制御対象に振動が励起されることはないのである。
【００８０】
そして、実際に目標位置（移動距離）が与えられてそこに向かって位置決め制御が行われる際は、まず基準指令設定部４１において、上記三種類の基準軌道の中から、目標位置までの所要距離（以下「目標到達距離」ともいう）に最も近い基準軌道が選択され、それが基準指令として出力される。
【００８１】
ただし本実施形態では、いずれか一つの基準軌道が選択されるだけでなく、いずれか二つの基準軌道を加算又は減算して新たな基準軌道を生成することもできるように構成されている。例えば、目標到達距離が３Ｌに近い場合は、記憶されている基準軌道のうち、到達距離が５Ｌのものから２Ｌのものを減算することにより到達距離が３Ｌの基準軌道を生成できる。また例えば、目標到達距離が７Ｌに近い場合は、記憶されている基準軌道のうち、到達距離が２Ｌのものと５Ｌのものを加算することにより到達距離が７Ｌの基準軌道を生成できる。
【００８２】
一方、基準軌道が選択されると、調整指令設定部４２において、基準軌道における到達距離（以下「基準到達距離」ともいう）と目標到達距離との差に基づき、調整軌道が生成される。この調整軌道の生成は、位置決め制御の過程でオンラインで行われる。具体的には、まず基準到達距離と目標到達距離の差である調整到達距離を求める。そして、上記目標時間で調整到達距離に到達するような軌道を生成し、これを調整軌道とするのである。いわば、基準軌道と目標軌道との差分を表す軌道である。
【００８３】
これにより、基準指令設定部４１においては、制御対象の振動の要因となる特定周波数成分が抑制された基準軌道が生成されて基準指令として出力され、調整指令設定部４２においては、基準軌道から目標軌道を生成するための調整軌道が生成されて調整指令として出力されることになる。
【００８４】
そして、演算器４３にて、基準指令に対し調整指令を加算又は減算する。加算又は減算のいずれの演算にするかは、入力指令たる目標軌道を生成するという目的上、当然ながら、基準軌道における基準到達距離に対して調整軌道における調整到達距離をどのように演算すれば目標到達距離が得られるかによって決まるものである。
【００８５】
具体的には、基準到達距離が目標到達距離よりも大きい場合は、基準到達距離から調整到達距離を減算した結果が目標到達距離となるため、基準軌道に対して調整軌道を減算することで目標軌道が生成されることになる。逆に、基準到達距離が目標到達距離よりも小さい場合は、基準到達距離に調整到達距離を加算した結果が目標到達距離となるため、基準軌道に対して調整軌道を加算することで目標軌道が生成されることになる。
【００８６】
このようにして演算器４３にて加算又は減算が行われることにより生成された軌道（目標軌道）が、入力指令として制御器側へ入力される。なお、目標到達距離は本発明の目標到達値に相当し、基準到達距離は本発明の基準到達値に相当し、調整到達距離は本発明の調整到達値に相当する。
【００８７】
図３に、入力指令生成部３１で生成される位置の軌道（指令）の一例を示す。図３の例は、制御対象の共振周波数が５００Ｈｚであり、この共振周波数成分付近が抑制された基準指令の基準到達距離が１．３ｍｍである場合の各種波形・特性を示すものである。図３（ａ）は、各種位置指令を示す波形、同図（ｂ）は、同図（ａ）の各種位置指令を２階微分した加速度波形、同図（ｃ）は同図（ｂ）の加速度波形の周波数特性である。
【００８８】
図３（ａ）に示すように、入力指令（目標到達距離が１ｍｍ）は、基準到達距離が１．３ｍｍの基準指令から調整到達距離が０．３ｍｍの調整指令を減算したものである。そして、同図（ｃ）からわかるように、基準指令は、制御対象の共振周波数である５００Ｈｚの成分がほぼ０に抑制されている。そのため、入力指令における５００Ｈｚの成分のレベルは、そのほとんどが調整指令によって決まる。つまり、調整指令が少なければ少ないほど、共振周波数５００Ｈｚの成分も少なくなって、より振動を抑えることができるのである。
【００８９】
図４は、位置決め制御装置における位置の入力指令について、本実施形態と従来の制御方法との比較結果を表す説明図である。図４（ａ）は、本実施形態により生成された調整指令と入力指令および従来の方法における入力指令を示す波形であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の各種指令を２階微分した加速度波形、同図（ｃ）は同図（ｂ）の加速度波形の周波数特性である。なお、ここでいう従来の方法とは、図１３に示した従来の位置決め制御装置を用いた場合をいい、図１２で説明したように矩形状の加速度波形から位置指令を生成する方法である。
【００９０】
図４（ａ）に示すように、本実施形態の入力指令は従来と比べてそれほど大きな差はないように見えるが、同図（ｂ）に示すように、本実施形態の入力指令の２階微分値である加速度波形は正弦波状となるのに対し、従来の方法による入力指令の加速度波形は矩形波状となっている。そして、その矩形波状の入力指令のレベルは、調整指令のレベルよりも大きい。
【００９１】
これにより、同図（ｃ）に示すように、従来の入力指令では共振周波数５００Ｈｚの成分が非常に大きいレベルになっているのに対し、本実施形態の入力指令では共振周波数成分が従来に比べて大幅に抑制されていることがわかる。
【００９２】
次に、ＣＰＵ２で実行される、基準指令・調整指令生成処理について、図５に基づいて説明する。記録用紙の搬送やキャリッジ１４の移動などの各種位置決め制御が行われる際に、まずこの基準指令・調整指令生成処理が実行され、基準指令（基準軌道）および調整指令（調整軌道）が生成される。
【００９３】
この処理が開始され、目標到達距離Ｌｘが設定されると（Ｓ１１０）、指令テーブル（ＲＯＭ３）より、基準到達距離が上記Ｌｘに最も近い基準軌道Ｔb1（基準到達距離がＬ１）を選択する（Ｓ１２０）。そして、目標到達距離Ｌｘから基準到達距離Ｌ１を減算した結果をＬｅとする（Ｓ１３０）。
【００９４】
続くＳ１４０では、Ｌｅの絶対値が、指令テーブル中の基準軌道の中で基準到達距離が最も短いＬmin 以上であるか否かが判断され、Ｌmin 以上であれば、基準到達距離がＬｅの絶対値に最も近い基準軌道Ｔb2（基準到達距離がＬ２）を指令テーブル中から選択する（Ｓ１５０）。
【００９５】
そして、Ｓ１６０にてＬｅが０以上であるか否かが判断され、０以上であれば、基準軌道Ｔb1と基準軌道Ｔb2を加算したものを基準指令として設定する（Ｓ１７０）。つまり、基準到達距離がＬ１＋Ｌ２の基準指令が設定されることになる。
【００９６】
Ｌｅが０以上でない場合は、基準軌道Ｔb1から基準軌道Ｔb2を減算したものを基準指令として設定する（Ｓ１８０）。つまり、基準到達距離がＬ１−Ｌ２の基準指令が設定されることになる。
【００９７】
一方、Ｓ１４０でＬｅの絶対値がＬmin 以上と判断されなかった場合は、基準軌道Ｔb1がそのまま基準指令として設定される（Ｓ１９０）。
このようにして基準指令が生成・設定されると、その基準指令の基準到達距離Ｌｏと目標到達距離Ｌｘとの差である調整到達距離Ｌadを演算する（Ｓ２００）。そして、得られた調整到達距離Ｌadに基づいて、調整指令の加速度波形を生成する（Ｓ２１０）。
【００９８】
調整指令の加速度波形が生成されれば、調整指令の位置の軌道を生成する準備が整ったことになる。そのため、以後は、実際に制御対象の駆動に入る前に調整指令を２階積分して位置の指令全体を生成した上で、制御の過程でその時々における基準軌道上の値と調整軌道上の値を加算又は減算することにより、その時点での目標軌道上の値を得るようにする。
【００９９】
或いは、実際に制御対象の駆動に入る前に、調整指令を生成後、さらにその調整指令と基準指令とに基づいて入力指令（目標軌道）全体を求め、それに従って制御を行うようにしてもよい。
【０１００】
また例えば、調整軌道の加速度波形を生成せず、調整軌道自体を例えば二次関数あるいはそれ以上の次数の関数で表すことによって調整軌道を直接生成するようにしてもよい。なお、調整軌道は、最終的に生成すべき目標軌道を越えることがないものを生成する必要がある。
【０１０１】
以上説明した本実施形態のファクシミリ装置１とこれに搭載されている位置決め制御装置３０によれば、制御対象の振動の要因となる特定周波数成分が抑制された基準指令（基準軌道）を予め用意しておき、これに調整指令（調整軌道）を加算又は減算することで入力指令（目標軌道）を生成するため、調整指令に特定周波数成分が含まれていても入力指令道全体としては低レベルに抑えることができ、制御対象を目標到達位置まで精度良く到達させることが可能となる。
【０１０２】
しかも、特定周波数成分が抑制された基準指令は予め用意するようにし、また、調整指令を生成する際には制御対象の振動を考慮する必要がないため、簡易的な方法且つ低コストで入力指令を生成することが可能となる。
【０１０３】
また、指令テーブル（ＲＯＭ３）には、複数種類の基準指令が予め記憶されており、しかも、いずれか二つの加減算あるいは同じ基準指令同士の加算によって、指令テーブルにない新たな基準指令を生成することもできる。そのため、制御の過程で与えられる種々の目標到達距離に対して適切な基準軌道を選択・生成することができ、調整指令が占める割合が低減された（つまり、特定周波数成分がより抑制された）適切な入力指令を生成することが可能となる。
【０１０４】
ここで、本実施形態の構成要素と本発明の構成要素の対応関係を明らかにする。本実施形態において、ＲＯＭ３は本発明の基準軌道記憶手段に相当し、調整指令設定部４２は本発明の調整到達値算出手段および調整軌道生成手段に相当し、演算器４３は本発明の目標軌道生成手段に相当し、基準指令設定部４１は本発明の基準軌道演算手段に相当する。
【０１０５】
なお、上記第１実施形態では、基準到達距離が２Ｌ，５Ｌ，８Ｌの三種類の基準軌道が予め記憶されている場合を例に挙げて説明したが、これはあくまでも一例であって、更に増やしてもよいし、逆に減らしてもよい。特に、基準到達距離がＬの基準軌道を追加して計四種類の基準軌道を用意するようにすると、Ｌ〜１０Ｌまでの基準到達距離ならば、一つの基準軌道あるいは何れか二つの基準軌道の加算で基準指令を生成することができ、効率的である。
【０１０６】
また、複数の基準指令のうち二つの加算（或いは減算）に限らず、三つ以上の基準指令を加算又は減算することによって新たな基準指令を生成するようにしてもよい。
［第２実施形態］
本実施形態では、第１実施形態で説明した位置決め制御システム３０を、制御対象の共振周波数が２４５０Ｈｚであるシステムに対して適用した場合の各種指令・応答波形のシミュレーション結果について説明する。
【０１０７】
まず始めに、図６，図７に、従来のシステム（図１３参照）における各種波形を「比較例」として示す。このうち図６は位置の入力指令を表す説明図であり、（ａ）は位置指令の加速度波形、（ｂ）は入力指令としての位置指令、（ｃ）はその加速度波形の周波数特性を示す。また図７は、位置，速度，加速度の応答を表す説明図であり、（ａ）は位置の応答波形、（ｂ）は速度の応答波形、（ｃ）は加速度応答の周波数特性である。
【０１０８】
図６に示す通り、比較例では矩形状の加速度波形に基づいて位置指令を生成している。そのため、図７（ａ），図７（ｂ）に示すように、停止位置近傍で制御対象の振動が大きくなり、しかもその振動は継続する。これは、図７（ｃ）に示すように、加速度応答の周波数特性において制御対象の共振周波数である２４５０Ｈｚの成分が増大していることに起因するものである。
【０１０９】
次に、図８〜図１０に、本発明が適用された場合の各種波形を示す。このうち図８は、位置の各指令（入力指令、基準指令、調整指令）を示す波形であり、（ａ）は位置についての各指令の波形、（ｂ）は（ａ）の位置指令を２階微分した波形である。図９は、図８（ｂ）に示した加速度波形のうち、入力指令の加速度波形の周波数特性を示すものである。図１０は、位置，速度，加速度の応答を表す説明図であり、（ａ）は位置の応答波形、（ｂ）は速度の応答波形、（ｃ）は加速度応答の周波数特性である。
【０１１０】
図８（ａ）に示す如く、本実施形態では、入力指令を生成するにあたり、基準到達距離が１．１２の基準指令と、調整到達距離が０．１２の調整指令を用いている。そして、基準指令から調整指令を減算することで、目標到達距離が１．０の入力指令を生成している。
【０１１１】
このうち、基準到達距離が１．１２の基準指令は、図８（ｂ）に示すように、制御対象の共振周波数成分が抑制された正弦波状の加速度波形に基づいて生成したものである。そのため、図９に示した入力指令の加速度波形の周波数特性からわかるように、入力指令における制御対象の共振周波数成分は非常に小さいレベルとなっている。
【０１１２】
そのため、図１０に示すように、目標到達位置近傍で位置や速度の振動が生じてはいるものの、その振動はすぐに減衰し、目標到達位置に精度よく到達している。これは、図７（ｃ）の周波数特性と図１０（ｃ）の周波数特性を比較して明らかなように、本実施形態では制御対象の共振周波数成分が比較例に比べて十分小さいレベルに抑制されていることによるものである。
【０１１３】
［第３実施形態］
本実施形態のファクシミリ装置およびそれに搭載される位置決め制御装置は、その構成・動作自体は図２に示したファクシミリ装置１およびそれに搭載される位置決め制御装置３０と同じである。ただし、基準指令設定部４１に設定されている基準指令（ＲＯＭ３に指令テーブルとして記憶されている基準指令）は、その基準到達距離がＬ，Ｌ／２，Ｌ／４，Ｌ／８の四種類のものである。つまり、本実施形態の基準指令は、初項がＬ、公比が１／２の等比数列における初項から第４項までの数値で示される四種類の距離を基準到達距離とするものである。
【０１１４】
このように、基準指令の基準到達距離をこのように決めているのは、ファクシミリ装置１等の機器においては、ある基準となる長さ（例：Ｌ）に対して、その１／２、１／４，あるいは１／８の距離だけ駆動させる、という場合が多いからである。
【０１１５】
このように四種類の基準指令が用意された本実施形態の位置決め制御装置においては、その四種類のいずれか一つを適宜用いることができるのはもちろん、第１実施形態と同様に、いずれか二つの基準指令を加算又は減算することで、予め用意されていない新たな基準指令を生成することができる。
【０１１６】
ところで、搬送ローラ１１を駆動する搬送モータ１０や、キャリッジ１４を駆動するキャリッジモータ１３などは、通電電流を大きくすればするほど無限に回転トルクが大きくなるわけではなく、その振幅最大値には制限がある。通電電流がこの制限値を超えるとサチュレーション（飽和）がかかり、それ以上大きくしてもトルクは上限値からそれ以上は増加しない。
【０１１７】
本実施形態では、サチュレーションのかからない最大の到達距離はＬである。つまり、基準到達距離がＬの基準指令をそのまま入力指令として用いてもサチュレーションはかからないことになる。
【０１１８】
そこで本実施形態では、到達すべき目標距離が、サチュレーションのかからない最大の到達距離であるＬよりもある程度大きい場合は、基準到達距離がＬの基準指令を用いて段階を踏んで目標到達位置まで制御対象を近づけていき、最後のみ、上記各実施形態で説明したように、基準指令と調整指令とに基づいてその最後の部分に対応した目標軌道を生成する。
【０１１９】
具体例として、到達すべき目標距離が２．６Ｌである場合について、図１１に基づいて説明する。目標距離２．６Ｌに対し、サチュレーションのかからない最大の到達距離がＬであるため、最初の第１区間では、基準到達距離がＬの基準指令のみを用いて制御対象をＬだけ移動させる。すると、目標位置まで残り１．６Ｌとなる。
【０１２０】
このように第１区間だけ進んだ時点では、残りがまだ１．６Ｌあり、サチュレーションのかからない最大の到達距離Ｌよりも大きいため、さらに基準指令のみで距離Ｌだけ進める（第２区間）。すると、残りが０．６Ｌとなる。そのため、この０．６Ｌの区間（第３区間）に対しては、基準指令と調整指令を用いて入力指令を生成することにする。
【０１２１】
この第３区間における入力指令の生成だけに着目すれば、基準指令および調整指令の生成・設定は第１実施形態で説明した図５の基準指令・調整指令生成処理を用いればよい。即ち、０．６Ｌに最も近い基準指令は、Ｌ／２である。０．６ＬからＬ／２を減算するとＬ／１０となり、これは、指令テーブルに記憶されている四種類の基準指令の中でもっとも基準到達位置が小さいもの（Ｌ／８）よりも小さい。
【０１２２】
従って、残り０．６Ｌの第３区間については、到達距離がＬ／２の基準指令と、到達距離がＬ／１０の調整指令とを加算することで、到達距離が０．６Ｌの入力指令（本発明の補正軌道に相当）を生成すればよい。
【０１２３】
このようにして得られた各区間の入力指令を第１区間〜第３区間まで連続的に組み合わせることにより、図１１（ａ）に示す如く、２．６Ｌの距離全体に対応した入力指令（本発明の目標軌道）が生成されることになる。
【０１２４】
なお、本実施形態において、２．６Ｌの距離が結果として第１区間〜第３区間の三つの区間に分割された状態となったが、この分割は本発明の目標分割手段が実行する処理に相当するものである。また、第１区間および第２区間に対して到達距離Ｌの基準指令を設定する処理は本発明の基準軌道設定手段が実行する処理に相当する。また、残り０．６Ｌの第３区間において、調整指令の到達距離をＬ／１０に設定する処理は本発明の調整軌道生成手段に相当し、その第３区間の０．６Ｌに対応した入力指令を生成する処理は本発明の補正軌道設定手段が実行する処理に相当し、２．６Ｌの距離全体に対応した入力指令を生成する処理は本発明（請求項５）の目標軌道生手段が実行する処理に相当する。
【０１２５】
なお、本第３実施形態では、最後の段のみについて、調整指令と基準指令を用いて入力指令を生成するようにしたが、逆に、最初の段のみ、調整指令と基準指令を用いて入力指令を生成するようにし、その後は目標到達まで基準指令のみを用いるようにしてもよい。つまり、少なくとも最後の段は基準指令のみで制御するのである。
【０１２６】
調整指令を用いた入力指令（本発明の補正軌道）の生成を最後の段にすれば、仮に基準軌道のみでの制御の段階で制御目標と実際の制御量とに誤差が生じてしまっても、最終段の入力指令による追値制御でその誤差を吸収することが可能となる。
【０１２７】
一方、少なくとも最後の段を基準指令のみで制御するようにすれば、最後の段は特定周波数成分が抑制された基準指令での制御となるため、目標到達位置に到達する際の制御対象の振動が抑制され、精度よく到達させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】実施形態のファクシミリ装置の概略構成を表すブロック図である。
【図２】本実施形態のファクシミリ装置に搭載されている位置決め制御装置を概念化した制御ブロック図である。
【図３】第１実施形態の位置決め制御装置における位置の入力指令・基準指令・調整指令を表す説明図である。
【図４】位置決め制御装置における位置の入力指令について、第１実施形態と従来の制御方法との比較結果を表す説明図である。
【図５】第１実施形態の基準指令・調整指令生成処理を表すフローチャートである。
【図６】比較例における位置の入力指令を表す説明図である。
【図７】比較例における位置，速度，加速度の応答を表す説明図である。
【図８】第２実施形態の入力指令、基準指令、調整指令を表す説明図である。
【図９】第２実施形態の加速度波形の周波数特性を表す説明図である。
【図１０】第２実施形態の位置，速度，加速度の応答を表す説明図である。
【図１１】第３実施形態の入力指令、基準指令、調整指令を表す説明図である。
【図１２】従来の位置決め制御装置における位置指令の生成過程を説明するための説明図である。
【図１３】従来の位置決め制御装置の制御ブロック図である。
【図１４】従来の位置決め制御装置の入出力応答を表す説明図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１・・・ファクシミリ装置、５・・・センサ、６・・・ロータリエンコーダ、９，１２，１６・・・駆動回路、１０・・・搬送モータ、１１・・・搬送ローラ、１３・・・キャリッジモータ、１４・・・キャリッジ、１５・・・印字ヘッド、３０・・・位置決め制御装置、３１・・・入力指令生成部、３２・・・演算器、３３・・・制御器、３４・・・制御対象、４１・・・基準指令設定部、４２・・・調整指令設定部、４３・・・演算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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