(57)【要約】 【課題】  従来のサーボモータ制御装置は速度指令中の時間遅れを補償しないため位置制御器ゲインを上げるとサーボモータが発振し応答を十分に速くできない問題があった。【解決手段】  速度指令を入力し速度指令修正信号を出力する第１演算器１０１と、速度指令修正信号と状態推定装置安定化信号を入力し位置フィードバック信号を出力する第２演算器１０２と、位置フィードバック信号と回転位置を入力し状態推定装置安定化信号を出力する第３演算器１０３を有する時間遅れ状態推定装置３０９を備える。【選択図】図１
2006158076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位置指令を出力する位置指令発生器と、前記位置指令から位置フィードバック信号を減算した追従偏差を入力し速度指令を出力する位置制御器と、前記速度指令を入力し速度指令遅れ信号を出力する時間遅れ要素と、前記速度指令遅れ信号と速度フィードバック信号を入力しトルク指令を出力する速度制御器と、前記トルク指令を入力しサーボモータへ電流を出力するトルク制御器と、前記サーボモータの回転位置を検出する回転位置検出器と、
前記回転位置を入力し前記速度フィードバック信号を出力する微分演算器により構成されたサーボモータ制御装置において、
前記回転位置と前記速度指令を入力し、前記時間遅れ要素と前記速度制御器と前記トルク制御器と前記サーボモータと前記回転位置検出器と前記微分演算器を含む制御対象の状態変数を推定し、前記位置フィードバック信号を出力する時間遅れ状態推定装置を備え、
前記時間遅れ状態推定装置は、前記速度指令を入力し速度指令修正信号を出力する第１演算器と、前記速度指令修正信号と状態推定装置安定化信号を入力し前記位置フィードバック信号を出力する第２演算器と、前記位置フィードバック信号と前記回転位置を入力し前記状態推定装置安定化信号を出力する第３演算器とを有することを特徴とするサーボモータ制御装置。
【請求項２】
第２演算器は時間遅れ要素と第２Ｂ演算器により構成されており、第３演算器は第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインにより構成されており、
前記時間遅れ要素は速度指令修正信号に第２状態推定装置安定化信号を加算した状態推定装置内部信号を入力し、状態推定装置内部遅れ信号を出力し、
第２Ｂ演算器は前記状態推定装置内部遅れ信号と第１状態推定装置安定化信号を入力し、位置フィードバック信号を出力し、
第３演算器ベクトルゲインは回転位置から前記位置フィードバック信号を減算した回転位置推定誤差を入力し、その入力信号にベクトルゲインを乗算した前記第１状態推定装置安定化信号を出力し、
第３演算器スカラゲインは前記回転位置推定誤差を入力しその入力信号にスカラゲインを乗算した前記第２状態推定装置安定化信号を出力することを特徴とする請求項１記載のサーボモータ制御装置。
【請求項３】
状態変数とその状態推定値の推定誤差系を時間遅れ要素と第１有理伝達関数を含む単位フィードバック系と第２有理伝達関数の直列に等価変換する場合、前記第１有理伝達関数の位相余裕を前記時間遅れ要素による位相遅れより大きくするように第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインを設定することを特徴とする請求項２記載のサーボモータ制御装置。
【請求項４】
推定誤差系の全ての極の実数部があらかじめ定めた負値よりも小さくなるように第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインを設定することを特徴とする請求項３記載のサーボモータ制御装置。
【請求項５】
速度指令中の時間遅れに不確かさが存在する場合に前記第１有理伝達関数の位相余裕と前記時間遅れ要素による位相遅れの差を大きく設定することにより推定誤差系を安定化するように第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインを設定することを特徴とする請求項３記載のサーボモータ制御装置。
【請求項６】
第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインに乱数を代入することにより、第１有理伝達関数の位相余裕が時間遅れ要素による位相遅れより大きくなるように前記第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインを設定することを特徴とする請求項３記載のサーボモータ制御装置。
【請求項７】
第１演算器がその入力信号にゲインを乗算した信号を出力することを特徴とする請求項１記載のサーボモータ制御装置。
【請求項８】
第１演算器がその入力信号とその入力信号の１階微分の線形結合を出力することを特徴とする請求項１記載のサーボモータ制御装置。
【請求項９】
第２演算器は、速度指令修正信号に第２状態推定装置安定化信号を加算した状態推定装置内部信号を入力し状態推定装置内部遅れ信号を出力する時間遅れ要素と、前記状態推定装置内部遅れ信号から第２Ｂ演算器第１ゲインの出力と第２Ｂ演算器第２ゲインの出力を減算した信号を入力し推定回転加速度を出力する第１積分器と、前記推定回転加速度に第１Ｂ状態推定装置安定化信号を加算した信号を入力し推定回転速度を出力する第２積分器と、前記推定回転速度に第１Ａ状態推定装置安定化信号を加算した信号を入力し位置フィードバック信号を出力する第３積分器と、前記推定回転速度を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する第２Ｂ演算器第１ゲインと、前記推定回転加速度を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する第２Ｂ演算器第２ゲインとを有し、
第３演算器は、回転位置から前記位置フィードバック信号を減算した回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した前記第１Ａ状態推定装置安定化信号を出力する第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインと、前記回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した前記第１Ｂ状態推定装置安定化信号を出力する第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインと、前記回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した前記第２状態推定装置安定化信号を出力する第３演算器スカラゲインとを有することを特徴とする請求項１記載のサーボモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チップマウンタ等の駆動用サーボモータ制御装置の速度指令中の時間遅れを補償するサーボモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
チップマウンタ等に用いられる第１の従来のサーボモータ制御装置は図９に示されるようにフィードバックループを２つ（速度ループ、位置ループ）有し、速度ループで速度制御を実施し位置ループで位置制御を行う構成になっている。（非特許文献１、非特許文献２）
【０００３】
図９において、３０１は位置指令発生器であり、３０２は位置制御器であり、３０３は時間遅れ要素であり、３０４は速度制御器であり、３０５はトルク制御器であり、３０６はサーボモータであり、３０７は回転位置検出器であり、３０８は微分演算器である。
【０００４】
図９において、位置指令発生器３０１は位置指令r を出力する。
位置制御器３０２は前記位置指令r から回転位置y を減算した追従偏差を入力し速度指令vref を出力する。
時間遅れ要素３０３は前記速度指令vref を入力し速度指令遅れ信号を出力する。
速度制御器３０４は前記速度指令遅れ信号と速度フィードバック信号を入力しトルク指令を出力する。
トルク制御器３０５は前記トルク指令を入力し電流を出力する。
サーボモータ３０６は前記電流を入力しその回転位置y は回転位置検出器３０７により検出され出力される。
微分演算器３０８は前記回転位置y を入力し前記速度フィードバック信号を出力する。
【０００５】
また、第２の従来のサーボモータ制御装置は図１０に示されるように、速度ループに速度オブザーバを有する構成になっている。（特許文献１）
【０００６】
図１０において、１００１は減算器であり、１００２はＰＩ制御器であり、１００３はフィルタ遅れ要素であり、１００４はむだ時間遅れ要素であり、１００５はモータを含む機械系であり、１００６は速度オブザーバであり、１００７は加算器であり、１００８はモータを含む機械系のモデルであり、１００９は減算器であり、１０１０は速度オブザーバ補償器であり、１０１１はフィルタ遅れ要素のモデルであり、１０１２はむだ時間
遅れ要素のモデルである。
【０００７】
図１０において、減算器１００１は目標速度Vr から速度フィードバック信号Vf を減算した信号を出力する。
ＰＩ制御器１００２は減算器１００１の出力を入力しその入力信号とその入力信号の１階積分の線形結合Tr0 を出力する。
フィルタ遅れ要素１００３はＰＩ制御器１００２の出力Tr0を入力しトルク指令Tr を出力する。
むだ時間遅れ要素１００４は前記トルク指令Tr を入力しその入力信号の時間遅れ信号を出力する。
モータを含む機械系１００５はむだ時間遅れ要素１００４の出力を入力し機械系の速度VM を出力する。
速度オブザーバ１００６はＰＩ制御器１００２の出力Tr0 と前記機械系の速度VM を入力し前記速度フィードバック信号Vfを出力する。
速度オブザーバ１００６内では
加算器１００７はＰＩ制御器１００２の出力Tr0 に速度オブザーバ補償器１０１０の出力を加算した信号を出力する。
モータを含む機械系のモデル１００８は加算器１００７の出力を入力しその入力信号の修正信号を出力する。
減算器１００９は前記機械系の速度VM から機械系の速度の推定値VM0 を減算した信号を出力する。
速度オブザーバ補償器１０１０は減算器１００９の出力を入力しその入力信号の修正信号を出力する。
フィルタ遅れ要素のモデル１０１１はモータを含む機械系のモデル１００８の出力を入力しその入力信号の修正信号を出力する。
むだ時間遅れ要素のモデル１０１２はフィルタ遅れ要素のモデル１０１１の出力を入力し前記機械系の速度の推定値VM0 を出力する。
【０００８】
また、第３の従来のサーボモータ制御装置は図１１に示されるように、位置ループにオブザーバを有する構成になっている。（特許文献２）
【０００９】
図１１において、１１０１は減算器であり、１１０２は位置制御器であり、１１０３は速度ループであり、１１０４は速度制御器であり、１１０５は制御対象であり、１１０６は積分要素であり、１１０７はオブザーバであり、１１０８は加算器であり、１１０９は積分要素であり、１１１０は速度ループのモデルであり、１１１１は減算器であり、１１１２はオブザーバの補償器である。
【００１０】
図１１において、減算器１１０１は位置指令yr から位置フィードバック信号を減算した信号を出力する。
位置制御器１１０２は減算器１１０１の出力を入力し速度指令を出力する。
速度ループ１１０３は前記速度指令を入力し速度信号を出力する。
速度ループ１１０３内では
速度制御器１１０４は前記速度指令と前記速度信号を入力し速度ループ内部信号を出力する。
制御対象１１０５は前記速度ループ内部信号を入力し前記速度信号を出力する。
積分要素１１０６は前記速度信号を入力し位置信号を出力する。
オブザーバ１１０７は前記位置信号と前記速度指令を入力し前記位置フィードバック信号を出力する。
オブザーバ１１０７内では
加算器１１０８は前記速度指令とオブザーバの補償器１１１２の出力を加算した信号を出力する。
積分要素１１０９は加算器１１０８の出力を入力し位置先行信号を出力する。
速度ループのモデル１１１０は前記位置先行信号を入力し位置推定信号を出力する。
減算器１１１１は前記位置信号から前記位置推定信号を減算した信号を出力する。
オブザーバの補償器１１１２は減算器１１１１の出力を入力しその入力信号の修正信号を出力する。
【００１１】
このように、従来のサーボモータ制御装置は、位置制御器と速度制御器によりサーボモータの回転位置を制御するのである。
【特許文献１】特開２００３−３３０６６号公報（第４頁、図１）
【特許文献２】特開２００３−１１１４６３号公報（第４頁、図１）
【非特許文献１】塩田泰仁著「モータの基礎  第１分冊」工学研究社、ｐ．６３
【非特許文献２】「最新メカトロニクス制御技術  機械設計」  日刊工業新聞社、１９９１年６月、ｐ．２７、３１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
第１の従来のサーボモータ制御装置は、図９に示されるようにフィードバックループを２つ有し、内側のループで速度制御を実施し外側のループで位置制御を行う構成になっており、時間遅れ要素３０３による速度指令中の位相遅れを補償することができないので、位置制御器３０２の制御ゲインを上げるとサーボモータ３０６が発振し応答を十分に速くすることが出来ないという問題があった。
【００１３】
また、上位制御器で位置ループを組む場合、速度指令に含まれる時間遅れはしばしば速度ループ内の時間遅れの１０倍以上に及ぶことがあるが、第２および第３の従来のサーボモータ制御装置は速度ループ内に存在する時間遅れのみしか補償できず、上位制御器からの速度指令中の時間遅れを補償できないので、位置制御器の制御ゲインを上げるとサーボモータが発振し応答を十分に速くすることが出来ないという問題があった。
【００１４】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、速度指令の時間遅れを補償するとともに位置制御器の制御ゲインの発振限界を上げ、サーボモータを発振させることなく十分に速い応答を実現することができるサーボモータ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記問題を解決するため、本発明は、次のように構成したのである。
【００１６】
請求項１記載の発明は、位置指令を出力する位置指令発生器と、前記位置指令から位置フィードバック信号を減算した追従偏差を入力し速度指令を出力する位置制御器と、前記速度指令を入力し速度指令遅れ信号を出力する時間遅れ要素と、前記速度指令遅れ信号と速度フィードバック信号を入力しトルク指令を出力する速度制御器と、前記トルク指令を入力しサーボモータへ電流を出力するトルク制御器と、前記サーボモータの回転位置を検出する回転位置検出器と、前記回転位置を入力し前記速度フィードバック信号を出力する微分演算器により構成されたサーボモータ制御装置において、
前記回転位置と前記速度指令を入力し、前記時間遅れ要素と前記速度制御器と前記トルク制御器と前記サーボモータと前記回転位置検出器と前記微分演算器を含む制御対象の状態変数を推定し、前記位置フィードバック信号を出力する時間遅れ状態推定装置を備え、
前記時間遅れ状態推定装置は、前記速度指令を入力し速度指令修正信号を出力する第１演算器と、前記速度指令修正信号と状態推定装置安定化信号を入力し前記位置フィードバック信号を出力する第２演算器と、前記位置フィードバック信号と前記回転位置を入力し前記状態推定装置安定化信号を出力する第３演算器とを有するものである。
【００１７】
請求項２記載の発明は、第２演算器は時間遅れ要素と第２Ｂ演算器により構成されており、第３演算器は第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインにより構成されており、前記時間遅れ要素は速度指令修正信号に第２状態推定装置安定化信号を加算した状態推定装置内部信号を入力し、状態推定装置内部遅れ信号を出力し、第２Ｂ演算器は前記状態推定装置内部遅れ信号と第１状態推定装置安定化信号を入力し、位置フィードバック信号を出力し、第３演算器ベクトルゲインは回転位置から前記位置フィードバック信号を減算した回転位置推定誤差を入力し、その入力信号にベクトルゲインを乗算した前記第１状態推定装置安定化信号を出力し、第３演算器スカラゲインは前記回転位置推定誤差を入力しその入力信号にスカラゲインを乗算した前記第２状態推定装置安定化信号を出力するものである。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項２において、状態変数とその状態推定値の推定誤差系を時間遅れ要素と第１有理伝達関数を含む単位フィードバック系と第２有理伝達関数の直列に等価変換する場合、前記第１有理伝達関数の位相余裕を前記時間遅れ要素による位相遅れより大きくするように第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインを設定するものである。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項３において、推定誤差系の全ての極の実数部があらかじめ定めた負値よりも小さくなるように第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインを設定するものである。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項３において、速度指令中の時間遅れに不確かさが存在する場合に前記第１有理伝達関数の位相余裕と前記時間遅れ要素による位相遅れの差を大きく設定することにより推定誤差系を安定化するように第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインを設定するものである。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項３において、第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインに乱数を代入することにより、第１有理伝達関数の位相余裕が時間遅れ要素による位相遅れより大きくなるように前記第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインを設定するものである。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１において、第１演算器がその入力信号にゲインを乗算した信号を出力するものである。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項１において、第１演算器がその入力信号とその入力信号の１階微分の線形結合を出力するものである。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項１において、第２演算器は、速度指令修正信号に第２状態推定装置安定化信号を加算した状態推定装置内部信号を入力し状態推定装置内部遅れ信号を出力する時間遅れ要素と、前記状態推定装置内部遅れ信号から第２Ｂ演算器第１ゲインの出力と第２Ｂ演算器第２ゲインの出力を減算した信号を入力し推定回転加速度を出力する第１積分器と、前記推定回転加速度に第１Ｂ状態推定装置安定化信号を加算した信号を入力し推定回転速度を出力する第２積分器と、前記推定回転速度に第１Ａ状態推定装置安定化信号を加算した信号を入力し位置フィードバック信号を出力する第３積分器と、前記推定回転速度を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する第２Ｂ演算器第１ゲインと、前記推定回転加速度を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する第２Ｂ演算器第２ゲインとを有し、第３演算器は、回転位置から前記位置フィードバック信号を減算した回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した前記第１Ａ状態推定装置安定化信号を出力する第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインと、前記回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した前記第１Ｂ状態推定装置安定化信号を出力する第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインと、前記回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した前記第２状態推定装置安定化信号を出力する第３演算器スカラゲインとを有するものである。
【発明の効果】
【００２５】
請求項１から請求項３記載の発明によると、位置制御器の制御ゲインの発振限界を上げることができ、サーボモータを発振させることなく応答を速くできる。
【００２６】
請求項４記載の発明によると、状態推定値が状態変数に収束する速さを設定した下限より大きくすることができ、位置制御器の制御ゲインの発振限界を上げることができ、サーボモータを発振させることなく応答を速くできる。
【００２７】
請求項５記載の発明によると、速度指令中の時間遅れに不確かさが存在する場合にも状態推定値を状態変数に収束させることができ、位置制御器の制御ゲインの発振限界を上げることができ、サーボモータを発振させることなく応答を速くできる。
【００２８】
請求項６記載の発明によると、第３演算器ベクトルゲインと第３演算器スカラゲインの設定が簡単に実施でき、位置制御器の制御ゲインの発振限界を上げることができ、サーボモータを発振させることなく応答を速くできる。
【００２９】
請求項７および請求項９の発明によると、速度制御器が積分比例制御である場合に、位置制御器の制御ゲインの発振限界を上げることができ、サーボモータを発振させることなく応答を速くできる。
【００３０】
請求項８および請求項９の発明によると、速度制御器が比例積分制御である場合に、位置制御器の制御ゲインの発振限界を上げることができ、サーボモータを発振させることなく応答を速くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下、本発明の実施の形態について図に基づいて説明する。
【実施例１】
【００３２】
図３は本発明のサーボモータ制御装置のブロック線図であり、図３中時間遅れ状態推定装置の構成は請求項により異なり、以下に示す。
【００３３】
図３において３０１は位置指令発生器であり、３０２は位置制御器であり、３０３は時間遅れ要素であり、３０４は速度制御器であり、３０５はトルク制御器であり、３０６はサーボモータであり、３０７は回転位置検出器であり、３０８は微分演算器であり、３０９は時間遅れ状態推定装置である。
【００３４】
位置指令発生器３０１は位置指令r を出力する。位置制御器３０２は前記位置指令r から位置フィードバック信号を減算した追従偏差を入力し速度指令vrefを出力する。時間遅れ要素３０３は前記速度指令vref を入力し速度指令遅れ信号を出力する。速度制御器３０４は前記速度指令遅れ信号と速度フィードバック信号を入力しトルク指令を出力する。トルク制御器３０５は前記トルク指令を入力し電流を出力する。サーボモータ３０６は前記電流を入力しその回転位置y は回転位置検出器３０７により検出され出力される。微分演算器３０８は前記回転位置y を入力しその入力信号を１階微分した前記速度フィードバック信号を出力する。時間遅れ状態推定装置３０９は前記回転位置y と前記速度指令vref を入力し前記位置フィードバック信号を出力する。
【００３５】
図１は請求項１記載のサーボモータ制御装置の時間遅れ状態推定装置の詳細である。
【００３６】
図１において１０１は第１演算器であり、１０２は第２演算器であり、１０３は第３演算器である。
【００３７】
第１演算器１０１は速度指令vref を入力し速度指令修正信号を出力する。第２演算器１０２は前記速度指令修正信号と状態推定装置安定化信号を入力し位置フィードバック信号を出力する。第３演算器１０３は前記位置フィードバック信号と回転位置y を入力し前記状態推定装置安定化信号を出力する。
【００３８】
図２は請求項２記載のサーボモータ制御装置の時間遅れ状態推定装置の詳細である。
【００３９】
図２において１０１は第１演算器であり、１０２Ａは時間遅れ要素であり、１０２Ｂは第２Ｂ演算器であり、１０３Ａは第３演算器ベクトルゲインであり、１０３Ｂは第３演算器スカラゲインである。
【００４０】
第１演算器１０１は速度指令vref を入力し速度指令修正信号を出力する。時間遅れ要素１０２Ａは前記速度指令修正信号に第２状態推定装置安定化信号を加算した状態推定装置内部信号を入力し状態推定装置内部遅れ信号を出力する。第２Ｂ演算器１０２Ｂは前記状態推定装置内部遅れ信号と第１状態推定装置安定化信号を入力し位置フィードバック信号を出力する。第３演算器ベクトルゲイン１０３Ａは回転位置y から前記位置フィードバック信号を減算した回転位置推定誤差を入力し前記第１状態推定装置安定化信号を出力する。
第３演算器スカラゲイン１０３Ｂは前記回転位置推定誤差を入力し前記第２状態推定装置安定化信号を出力する。
【００４１】
図５は請求項７および請求項９記載のサーボモータ制御装置のブロック線図であり、図４は図５中時間遅れ状態推定装置の詳細である。
【００４２】
図５において３０３は時間遅れ要素であり、３０５はトルク制御器であり、３０６はサーボモータであり、３０７は回転位置検出器であり、３０８は微分演算器であり、３０９Ａは時間遅れ状態推定装置であり、５０１は速度ループ積分制御器であり、５０２は速度ループ比例制御器であり、５０３は位置ループ比例制御器である。ただし、Kv は速度ループ比例制御器のゲインであり、Ti は速度ループ積分制御器の積分時間であり、Kpは位置ループ比例制御器のゲインであり、J はサーボモータのイナーシャである。
【００４３】
図４において、１０１Ａは第１Ａ演算器であり、１０２Ａは時間遅れ要素であり、４０１は第１積分器であり、４０２は第２積分器であり、４０３は第３積分器であり、４０４は第２Ｂ演算器第１ゲインであり、４０５は第２Ｂ演算器第２ゲインであり、４０６は第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインであり、４０７は第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインであり、１０３Ｂは第３演算器スカラゲインである。ただし、Kv は速度ループ比例制御器のゲインであり、Ti は速度ループ積分制御器の積分時間であり、Kpは位置ループ比例制御器のゲインであり、J はサーボモータのイナーシャであり、D はサーボモータの粘性係数である。
【００４４】
図５において、位置ループ比例制御器５０３は位置指令r から位置フィードバック信号 を減算した追従偏差を入力し速度指令vref を出力する。時間遅れ要素３０３は前記速度指令vrefを入力し速度指令遅れ信号を出力する。速度ループ積分制御器５０１は前記速度指令遅れ信号から速度フィードバック信号を減算した信号を入力しその入力信号を１階積分しゲインを乗算した信号を出力する。速度ループ比例制御器５０２は速度ループ積分制御器５０１の出力から前記速度フィードバック信号を減算した信号を入力しその入力信号にゲインを乗算したトルク指令を出力する。トルク制御器３０５は前記トルク指令を入力し電流を出力する。サーボモータ３０６は前記電流を入力しその回転位置y は回転位置検出器３０７により検出され出力される。微分演算器３０８は前記回転位置y を入力しその入力信号を１階微分した速度フィードバック信号を出力する。時間遅れ状態推定装置３０９Ａは前記回転位置y と前記速度指令vref を入力し前記位置フィードバック信号を出力する。
【００４５】
図４において、第１Ａ演算器１０１Ａは前記速度指令vref を入力しその入力信号にゲインを乗算した速度指令修正信号を出力する。時間遅れ要素１０２Ａは前記速度指令修正信号に第２状態推定装置安定化信号を加算した状態推定装置内部信号を入力しその入力信号を一定時間遅らせた状態推定装置内部遅れ信号を出力する。第１積分器４０１は前記状態推定装置内部遅れ信号から第２Ｂ演算器第１ゲイン４０４の出力と第２Ｂ演算器第２ゲイン４０５の出力を減算した信号を入力し推定回転加速度を出力する。第２積分器４０２は前記推定回転加速度に第１Ｂ状態推定装置安定化信号を加算した信号を入力し推定回転速度を出力する。第３積分器４０３は前記推定回転速度に第１Ａ状態推定装置安定化信号を加算した信号を入力し位置フィードバック信号を出力する。第２Ｂ演算器第１ゲイン４０４は前記推定回転速度を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する。第２Ｂ演算器第２ゲイン４０５は前記推定回転加速度を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する。第３演算器ベクトルゲイン第１ゲイン４０６は回転位置y から前記位置フィードバック信号を減算した回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した第１Ａ状態推定装置安定化信号を出力する。第３演算器ベクトルゲイン第２ゲイン４０７は前記回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した第１Ｂ状態推定装置安定化信号を出力する。第３演算器スカラゲイン１０３Ｂは前記回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した第２状態推定装置安定化信号を出力する。
【００４６】
本発明が特許文献１、特許文献２、非特許文献１および非特許文献２と異なる部分は、上位制御器からの速度指令中の時間遅れを補償する時間遅れ状態推定装置を位置フィードバックループに備えた部分である。
【００４７】
以下請求項４、５、６、７および９記載の発明の実施例を示す。本実施例では図５中の時間遅れ要素３０３による時間遅れは制御周期T のn 倍であるとし、図４中の時間遅れ要素１０２Ａに挿入する時間遅れも同じく制御周期T のn 倍であるとする。図５中の時間遅れ状態推定装置３０９Ａが時間遅れ要素３０３に表される速度指令中の時間遅れを補償し位置ループ比例制御器５０３の発振限界を上げるためには、時間遅れ状態推定装置３０９Ａ（または図４）の推定誤差系が安定でなければならない。以下時間遅れ状態推定装置３０９Ａの推定誤差系の安定性を確保する手順を説明する。
【００４８】
まず、回転位置x1＝y、回転速度x2＝dy/dtおよび回転加速度x3＝dx2/dtを状態変数とし、速度指令vrefから前記回転位置y までを含む制御対象の状態方程式を求めると、
【００４９】
【数１】
2006158076.tif 000003
【００５０】
となる。
図４の時間遅れ状態推定装置の式は
【００５１】
【数２】
2006158076.tif 000004
【００５２】
図４の時間遅れ状態推定装置の推定誤差系の状態方程式は(1)から(4)、(2)から(5)、(3)から(6)をそれぞれ減算することにより得られ、推定誤差変数を
【００５３】
【数３】
2006158076.tif 000005
【００５４】
と求められる。推定誤差系(7)から(9)のブロック線図を図１２に示す。
【００５５】
図１２において１０２Ａは時間遅れ要素であり、１０３Ｂは第３演算器スカラゲインであり、４０１は第１積分器であり、４０２は第２積分器であり、４０３は第３積分器であり、４０４は第２Ｂ演算器第１ゲインであり、４０５は第２Ｂ演算器第２ゲインであり、４０６は第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインであり、４０７は第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインである。
【００５６】
時間遅れ要素１０２Ａは第２推定誤差系安定化信号に−1 を乗算した推定誤差系内部信号を入力し推定誤差系内部遅れ信号を出力する。第１積分器４０１は前記推定誤差系内部遅れ信号から第２Ｂ演算器第１ゲイン４０４の出力と第２Ｂ演算器第２ゲイン４０５の出力を減算した信号を入力し回転加速度推定誤差を出力する。第２積分器４０２は前記回転加速度推定誤差から第１Ｂ推定誤差系安定化信号を減算した信号を入力し回転速度推定誤差を出力する。第３積分器４０３は前記回転速度推定誤差から第１Ａ推定誤差系安定化信号を減算した信号を入力し回転位置推定誤差を出力する。第２Ｂ演算器第１ゲイン４０４は前記回転速度推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する。第２Ｂ演算器第２ゲイン４０５は前記回転加速度推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する。第３演算器ベクトルゲイン第１ゲイン４０６は前記回転位置推定誤差を入力し前記第１Ａ推定誤差系安定化信号を出力する。第３演算器ベクトルゲイン第２ゲイン４０７は前記回転位置推定誤差を入力し前記第１Ｂ推定誤差系安定化信号を出力する。第３演算器スカラゲイン１０３Ｂは前記回転位置推定誤差を入力し前記第２推定誤差系安定化信号を出力する。
【００５７】
図１２の推定誤差系の安定性を保証する第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1 、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2 、第３演算器スカラゲインL3を求めるために図１２を等価変換すると図１３のようになる。
【００５８】
図１３において１０２Ａは時間遅れ要素であり、１３０１は第１有理伝達関数であり、１３０２は第２有理伝達関数である。
【００５９】
図１３において時間遅れ要素１０２Ａは単位フィードバック系出力信号に−1 を乗算した信号を入力し、その入力信号の位相を遅らせた単位フィードバック系内部信号を出力する。
第１有理伝達関数１３０１は前記単位フィードバック系内部信号を入力し前記単位フィードバック系出力信号を出力する。
第２有理伝達関数１３０２は前記単位フィードバック系出力信号を入力し回転位置推定誤差を出力する。
【００６０】
図１３において第１有理伝達関数１３０１および第２有理伝達関数１３０２はそれぞれ
【００６１】
【数４】
2006158076.tif 000006
【００６２】
である。
図１２および(7)から(9)に示される推定誤差系が安定であるためには図１３において時間遅れ要素１０２Ａおよび第１有理伝達関数１３０１により構成される単位フィードバック系が安定であれば良い。前記単位フィードバック系は第１有理伝達関数１３０１の位相余裕が時間遅れ要素１０２Ａによる位相遅れよりも大きい場合に安定となるので前記単位フィードバック系の安定のためには次式を満たすように第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2 、第３演算器スカラゲインL3 を決定すればよい。
ＰＭ＞ωＣｎＴ                                          ・・・(12)
ただし、PM は第１有理伝達関数１３０１の位相余裕であり、ωＣは第１有理伝達関数１３０１の位相交差周波数である。
【００６３】
(12)を満たすような第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1 、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2、第３演算器スカラゲインL3 は図８に示すように乱数を代入することにより求められる。図８においてまず第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2 、第３演算器スカラゲインL3の範囲を設定する。（Ｓ１）次に、第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2 、第３演算器スカラゲインL3に設定された範囲の乱数を代入し(12)を満たすかどうかを調べる。（Ｓ２）もし条件が満たされていなければもう一度別の乱数を代入して(12)を満たしているかどうか調べる。（Ｓ２）もし、(12)が満たされている場合、第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2 、第３演算器スカラゲインL3 に現在の値を設定する。（Ｓ３）
【００６４】
前記のように決定された第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1 、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2 、第３演算器スカラゲインL3は図１２中回転位置推定誤差、回転速度推定誤差および回転加速度推定誤差を零に収束させ、位置フィードバック信号を回転位置に推定回転速度を回転速度に推定回転加速度を回転加速度にそれぞれ収束させる。さらに、その収束の早さをδよりも大きくするためには(12)において位相余裕PM および位相交差周波数ωＣをＧ0（s＋δ）に対して計算すればよい。ただし、Ｇ0（s）は(10)により与えられる。
【００６５】
また、図５において時間遅れ要素３０３の時間遅れが正確に分からない場合(12)を次式のように変形しTu を時間遅れの不確かさよりも十分大きく設定すれば図１２の推定誤差系を安定化することができる。
ＰＭ＞ωＣ（Ｔ＋Ｔｕ）                                  ・・・(13)
【００６６】
図１４および図１５に本実施例のシミュレーション例を示す。本シミュレーションでは以下の値を用いた。
【００６７】
【数５】
2006158076.tif 000007
【００６８】
前記乱数を用いた方法により第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1 、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2 、第３演算器スカラゲインL3は図４中位置フィードバック信号を回転位置に推定回転速度を回転速度に推定回転加速度を回転加速度にそれぞれ収束させるように決定でき例えば
【００６９】
【数６】
2006158076.tif 000008
【００７０】
と求められる。
図１４は図９に示される第１の従来のサーボモータ制御装置において位置制御器３０２が比例制御であり、速度制御器３０４が積分比例制御でありそのパラメタが(14)である場合のシミュレーション例を示し、図１５は図５および図４に示される本発明のサーボモータ制御装置のパラメタが(14)であり、第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2 、第３演算器スカラゲインL3 が(15)である場合のシミュレーション例を示す。
【００７１】
図１４において、破線は図９中の位置指令r であり、実線は図９中の回転位置y すなわちサーボモータ３０６の前記位置指令r に対する応答である。
【００７２】
図１５において、破線は図５中の位置指令r であり、実線は図５中の回転位置y すなわちサーボモータ３０６の前記位置指令r に対する応答である。ただし、図１４および図１５には同じ位置指令r を用いた。
【００７３】
図１４と図１５の比較より第１の従来のサーボモータ制御装置では回転位置y が発振しているが本発明のサーボモータ制御装置では回転位置y が発振していないことがわかる。実際第１の従来のサーボモータ制御装置の位置制御器比例制御ゲインの発振限界はＫｐ＝390s-1であるのに対し本発明のサーボモータ制御装置の位置ループ比例制御器のゲインの発振限界はＫｐ＝550s-1となり本発明のサーボモータ制御装置は位置制御器の発振限界を上げる効果があることが示された。
【００７４】
このように、上位制御器からの速度指令中の時間遅れを補償する時間遅れ状態推定装置を有する構成をしているので、位置制御器のゲインの発振限界を上げることができ、サーボモータを発振させることなく応答を速くできる。
【実施例２】
【００７５】
図７は請求項８および請求項９記載のサーボモータ制御装置のブロック線図であり、図６は図７中時間遅れ状態推定装置の詳細である。
【００７６】
図７において３０３は時間遅れ要素であり、３０５はトルク制御器であり、３０６はサーボモータであり、３０７は回転位置検出器であり、３０８は微分演算器であり、３０９Ｂは時間遅れ状態推定装置であり、５０３は位置ループ比例制御器であり、７０１は速度ループ積分制御器であり、７０２は速度ループ比例制御器である。
【００７７】
図６において、１０１Ｂは第１Ｂ演算器であり、１０２Ａは時間遅れ要素であり、１０３Ｂは第３演算器スカラゲインであり、４０１は第１積分器であり、４０２は第２積分器であり、４０３は第３積分器であり、４０４は第２Ｂ演算器第１ゲインであり、４０５は第２Ｂ演算器第２ゲインであり、４０６は第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインであり、４０７は第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインである。
【００７８】
図７において、位置ループ比例制御器５０３は位置指令r から位置フィードバック信号 を減算した追従偏差を入力し速度指令vref を出力する。時間遅れ要素３０３は前記速度指令vrefを入力し速度指令遅れ信号を出力する。速度ループ積分制御器７０１は前記速度指令遅れ信号から速度フィードバック信号を減算した信号を入力しその入力信号を１階積分しゲインを乗算した信号を出力する。速度ループ比例制御器７０２は速度ループ積分制御器７０１の出力に速度ループ積分制御器７０１の入力信号を加算した信号を入力しその入力信号にゲインを乗算したトルク指令を出力する。トルク制御器３０５は前記トルク指令を入力し電流を出力する。サーボモータ３０６は前記電流を入力しその回転位置y は回転位置検出器３０７により検出され出力される。微分演算器３０８は前記回転位置y を入力しその入力信号を１階微分した速度フィードバック信号を出力する。時間遅れ状態推定装置３０９Ｂは前記回転位置y と前記速度指令vref を入力し前記位置フィードバック信号を出力する。
【００７９】
図６において、第１Ｂ演算器１０１Ｂは速度指令vref を入力しその入力信号とその入力信号の１階微分を線形結合した速度指令修正信号を出力する。時間遅れ要素１０２Ａは前記速度指令修正信号に第２状態推定装置安定化信号を加算した状態推定装置内部信号を入力しその入力信号を一定時間遅らせた状態推定装置内部遅れ信号を出力する。第１積分器４０１は前記状態推定装置内部遅れ信号から第２Ｂ演算器第１ゲイン４０４の出力と第２Ｂ演算器第２ゲイン４０５の出力を減算した信号を入力し推定回転加速度を出力する。
第２積分器４０２は前記推定回転加速度に第１Ｂ状態推定装置安定化信号を加算した信号を入力し推定回転速度を出力する。第３積分器４０３は前記推定回転速度に第１Ａ状態推定装置安定化信号を加算した信号を入力し位置フィードバック信号を出力する。第２Ｂ演算器第１ゲイン４０４は前記推定回転速度を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する。第２Ｂ演算器第２ゲイン４０５は前記推定回転加速度を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する。第３演算器ベクトルゲイン第１ゲイン４０６は回転位置y から前記位置フィードバック信号を減算した回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した第１Ａ状態推定装置安定化信号を出力する。第３演算器ベクトルゲイン第２ゲイン４０７は前記回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した第１Ｂ状態推定装置安定化信号を出力する。第３演算器スカラゲイン１０３Ｂは前記回転位置推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した第２状態推定装置安定化信号を出力する。
【００８０】
本発明が特許文献１、特許文献２、非特許文献１および非特許文献２と異なる部分は、上位制御器からの速度指令中の時間遅れを補償する時間遅れ状態推定装置を位置フィードバックループに備えた部分である。
【００８１】
以下請求項４、５、６、８および９記載の発明の実施例を示す。本実施例では図７中の時間遅れ要素３０３による時間遅れは制御周期T のn 倍であるとし、図６中の時間遅れ要素１０２Ａに挿入する時間遅れも同じく制御周期T のn 倍であるとする。図７中の時間遅れ状態推定装置３０９Ｂが時間遅れ要素３０３に表される速度指令中の時間遅れを補償し位置ループ比例制御器５０３の発振限界を上げるためには、時間遅れ状態推定装置３０９Ｂ（または図６）の推定誤差系が安定でなければならない。以下時間遅れ状態推定装置３０９Ｂの推定誤差系の安定性を確保する手順を説明する。
【００８２】
まず、回転位置x1＝y、回転速度x2＝(dy/dt)＝y(1)および回転加速度x3＝(dx2/dt)＝y(2)を状態変数とし、速度指令vrefから前記回転位置y までを含む制御対象の状態方程式を求めると、
【００８３】
【数７】
2006158076.tif 000009
【００８４】
となる。図６の時間遅れ状態推定装置の式は
【００８５】
【数８】
2006158076.tif 000010
【００８６】
図６の時間遅れ状態推定装置の推定誤差系の状態方程式は(16)から(19)、(17)から(20)、(18)から(21)をそれぞれ減算することにより得られ、推定誤差変数を
【００８７】
【数９】
2006158076.tif 000011
【００８８】
と求められる。推定誤差系(22)から(24)のブロック線図を図１６に示す。
【００８９】
図１６において１０２Ａは時間遅れ要素であり、１０３Ｂは第３演算器スカラゲインであり、４０１は第１積分器であり、４０２は第２積分器であり、４０３は第３積分器であり、４０４は第２Ｂ演算器第１ゲインであり、４０５は第２Ｂ演算器第２ゲインであり、４０６は第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインであり、４０７は第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインである。
【００９０】
時間遅れ要素１０２Ａは第２推定誤差系安定化信号に−1 を乗算した推定誤差系内部信号を入力し推定誤差系内部遅れ信号を出力する。第１積分器４０１は前記推定誤差系内部遅れ信号から第２Ｂ演算器第１ゲイン４０４の出力と第２Ｂ演算器第２ゲイン４０５の出力を減算した信号を入力し回転加速度推定誤差を出力する。第２積分器４０２は前記回転加速度推定誤差から第１Ｂ推定誤差系安定化信号を減算した信号を入力し回転速度推定誤差を出力する。第３積分器４０３は前記回転速度推定誤差から第１Ａ推定誤差系安定化信号を減算した信号を入力し回転位置推定誤差を出力する。第２Ｂ演算器第１ゲイン４０４は前記回転速度推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する。第２Ｂ演算器第２ゲイン４０５は前記回転加速度推定誤差を入力しその入力信号にゲインを乗算した信号を出力する。第３演算器ベクトルゲイン第１ゲイン４０６は前記回転位置推定誤差を入力し前記第１Ａ推定誤差系安定化信号を出力する。第３演算器ベクトルゲイン第２ゲイン４０７は前記回転位置推定誤差を入力し前記第１Ｂ推定誤差系安定化信号を出力する。第３演算器スカラゲイン１０３Ｂは前記回転位置推定誤差を入力し前記第２推定誤差系安定化信号を出力する。
【００９１】
図１６の推定誤差系の安定性を保証する第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1 、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2、第３演算器スカラゲインL3 を求めるために図１６を等価変換すると図１７のようになる。
【００９２】
図１７において１０２Ａは時間遅れ要素であり、１３０１は第１有理伝達関数であり、１３０２は第２有理伝達関数である。
【００９３】
図１７において時間遅れ要素１０２Ａは単位フィードバック系出力信号に−1 を乗算した信号を入力し、その入力信号の位相を遅らせた単位フィードバック系内部信号を出力する。第１有理伝達関数１３０１は前記単位フィードバック系内部信号を入力し前記単位フィードバック系出力信号を出力する。第２有理伝達関数１３０２は前記単位フィードバック系出力信号を入力し回転位置推定誤差を出力する。
【００９４】
図１７において第１有理伝達関数１３０１および第２有理伝達関数１３０２はそれぞれ
【００９５】
【数１０】
2006158076.tif 000012
【００９６】
である。図１６および(22)から(24)に示される推定誤差系が安定であるためには図１７において時間遅れ要素１０２Ａおよび第１有理伝達関数１３０１により構成される単位フィードバック系が安定であれば良い。前記単位フィードバック系は第１有理伝達関数１３０１の位相余裕が時間遅れ要素１０２Ａによる位相遅れよりも大きい場合に安定となるので前記単位フィードバック系の安定のためには次式を満たすように第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2 、第３演算器スカラゲインL3 を決定すればよい。
ＰＭ＞ωＣｎＴ                                          ・・・(27)
ただし、PM は第１有理伝達関数１３０１の位相余裕であり、ωＣは第１有理伝達関数１３０１の位相交差周波数である。
【００９７】
前記の乱数を用いた方法により(27)を満たような第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1 、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2、第３演算器スカラゲインL3 が求められる。
【００９８】
前記のように決定された第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1 、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2 、第３演算器スカラゲインL3は図１６中回転位置推定誤差、回転速度推定誤差および回転加速度推定誤差を零に収束させ、位置フィードバック信号を回転位置に推定回転速度を回転速度に推定回転加速度を回転加速度にそれぞれ収束させる。さらに、その収束の早さをδよりも大きくするためには(27)において位相余裕PM および位相交差周波数数ωＣをＧ0（s＋δ）をに対して計算すればよい。ただし、Ｇ0（s）は(25)により与えられる。
【００９９】
また、図７において時間遅れ要素３０３の時間遅れが正確に分からない場合(27)を次式のように変形しTu を時間遅れの不確かさよりも十分大きく設定すれば図１６の推定誤差系を安定化することができる。
ＰＭ＞ωＣ（Ｔ＋Ｔｕ）                                  ・・・(28)
【０１００】
このように、上位制御器からの速度指令中の時間遅れを補償する時間遅れ状態推定装置を有する構成をしているので、位置制御器のゲインの発振限界を上げることができ、サーボモータを発振させることなく応答を速くできる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
速度指令を入力し速度指令修正信号を出力する第１演算器と、
前記速度指令修正信号と状態推定装置安定化信号を入力し位置フィードバック信号を出力する第２演算器と、
前記位置フィードバック信号と回転位置を入力し前記状態推定装置安定化信号を出力する第３演算器を有する時間遅れ状態推定装置を位置フィードバックループに用いることによって速度指令中の時間遅れを補償し、位置制御器ゲインの発振限界を上げ、サーボモータを発振させることなく応答を速くすることができるので、チップマウンタ等の位置決めにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】請求項１記載の本発明の時間遅れ状態推定装置のブロック線図
【図２】請求項２記載の本発明の時間遅れ状態推定装置のブロック線図
【図３】本発明の時間遅れ状態推定装置を用いたサーボモータ制御装置のブロック線図
【図４】請求項７および９記載の本発明の時間遅れ状態推定装置のブロック線図
【図５】請求項７および９記載の本発明のサーボモータ制御装置のブロック線図
【図６】請求項８および９記載の本発明の時間遅れ状態推定装置のブロック線図
【図７】請求項８および９記載の本発明のサーボモータ制御装置のブロック線図
【図８】請求項６記載の本発明による乱数を用いた手法のフローチャート
【図９】第１の従来のサーボモータ制御装置のブロック線図
【図１０】第２の従来のサーボモータ制御装置のブロック線図
【図１１】第３の従来のサーボモータ制御装置のブロック線図
【図１２】本発明による(7)式から(9)式に示される推定誤差系のブロック線図
【図１３】本発明による(7)式から(9)式に示される推定誤差系の等価ブロック線図
【図１４】図９に示される第１の従来のサーボモータ制御装置において位置制御器３０２が比例制御であり、速度制御器３０４が積分比例制御でありそのパラメタが(14)式である場合のシミュレーション例
【図１５】図５および図４に示される本発明のサーボモータ制御装置のパラメタが(14)式であり、第３演算器ベクトルゲイン第１ゲインL1 、第３演算器ベクトルゲイン第２ゲインL2、第３演算器スカラゲインL3 が(15)式である場合のシミュレーション例
【図１６】(22)式から(24)式に示される推定誤差系のブロック線図
【図１７】(22)式から(24)式に示される推定誤差系の等価ブロック線図
【符号の説明】
【０１０３】
１０１  第１演算器
１０１Ａ  第１Ａ演算器
１０１Ｂ  第１Ｂ演算器
１０２  第２演算器
１０２Ａ  時間遅れ要素
１０２Ｂ  第２Ｂ演算器
１０３  第３演算器
１０３Ａ  第３演算器ベクトルゲイン
１０３Ｂ  第３演算器スカラゲイン
３０１  位置指令発生器
３０２  位置制御器
３０３  時間遅れ要素
３０４  速度制御器
３０５  トルク制御器
３０６  サーボモータ
３０７  回転位置検出器
３０８  微分演算器
３０９  時間遅れ状態推定装置
３０９Ａ  時間遅れ状態推定装置
３０９Ｂ  時間遅れ状態推定装置
４０１  第１積分器
４０２  第２積分器
４０３  第３積分器
４０４  第２Ｂ演算器第１ゲイン
４０５  第２Ｂ演算器第２ゲイン
４０６  第３演算器ベクトルゲイン第１ゲイン
４０７  第３演算器ベクトルゲイン第２ゲイン
５０１  速度ループ積分制御器
５０２  速度ループ比例制御器
５０３  位置ループ比例制御器
７０１  速度ループ積分制御器
７０２  速度ループ比例制御器
１００１  減算器
１００２  ＰＩ制御器
１００３  フィルタ遅れ要素
１００４  むだ時間遅れ要素
１００５  モータを含む機械系
１００６  速度オブザーバ
１００７  加算器
１００８  モータを含む機械系のモデル
１００９  減算器
１０１０  速度オブザーバ補償器
１０１１  フィルタ遅れ要素のモデル
１０１２  むだ時間遅れ要素のモデル
１１０１  減算器
１１０２  位置制御器
１１０３  速度ループ
１１０４  速度制御器
１１０５  制御対象
１１０６  積分要素
１１０７  オブザーバ
１１０８  加算器
１１０９  積分要素
１１１０  速度ループのモデル
１１１１  減算器
１１１２  オブザーバの補償器
１３０１  第１有理伝達関数
１３０２  第２有理伝達関数
【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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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