(57)【要約】【課題】制御パラメータを調整するためには、演算処理を実施するための専用外部装置が必要であった。【解決手段】１つ以上の駆動可能な駆動部材と前記駆動部材を駆動するための駆動部を有したサーボ制御装置において、制御演算用パラメータを調整するためのパラメータ調整部と、第1の評価値を演算するための第1評価値演算部と、前記第1の評価値とは異なる第2の評価値を演算するための第2評価値演算部と、前記第1の評価値および前記第2の評価値に応じて、前記制御演算用パラメータを調整するか否かを判断する調整実施判断部を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の駆動可能な駆動部材と前記駆動部材を駆動するための駆動部を有したサーボ制御装置において、制御演算用パラメータを調整するためのパラメータ調整部と、第1の評価値を演算するための第1評価値演算部と、前記第1の評価値とは異なる第2の評価値を演算するための第2評価値演算部と、前記第1の評価値および前記第2の評価値に応じて、前記制御演算用パラメータを調整するか否かを判断する調整実施判断部を備えることを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項２】
前記第1評価値演算部は速度偏差を用いて前記第1の評価値を演算し、前記第２評価値演算部は位置偏差と駆動部の電流値を用いて前記第２の評価値を演算することを特徴とする請求項１のモータ制御装置。
【請求項３】
前記制御演算用パラメータを調整する調整モードに設定するための設定手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータを制御するためのサーボ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、制御に関する専門的知識をもった技術者が、制御対象の状態に応じて、制御パラメータを調整し、最適な状態に制御装置を調整していた。また近年、制御に関する専門的知識がなくても制御パラメータを調整できるよう改善要望が強くなる傾向にあった。そのために、制御パラメータを調整するための専用装置を制御装置の外部に接続し、制御パラメータを自動調整する場合があった（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許04964096号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら上記従来の方法では、制御パラメータを調整するための演算処理を実施するための専用外部装置が必要であり、制御装置単体では制御パラメータを調整することができなかった。専用外部装置を必要としない、従来にない簡単な構成で制御パラメータ調整が可能なサーボ制御装置を実現する対策が望まれていた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
１つ以上の駆動可能な駆動部材と前記駆動部材を駆動するための駆動部を有したサーボ制御装置において、制御演算用パラメータを調整するためのパラメータ調整部と、第1の評価値を演算するための第1評価値演算部と、前記第1の評価値とは異なる第2の評価値を演算するための第2評価値演算部と、前記第1の評価値および前記第2の評価値に応じて、前記制御演算用パラメータを調整するか否かを判断する調整実施判断部を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、専用外部装置を使用することなく、制御装置単体で制御パラメータを最適な値に調整可能とする効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第1の実施例の構成図
【図２】第1の実施例動作を説明するためのフローチャートである
【図３】第1の実施例動作を説明するためのフローチャートである
【発明を実施するための形態】
【０００８】
［実施例］
以下に、本発明の実施の形態を添付の図１から図３の図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明を適用できる実施例におけるモータ制御装置の構成図である。
【０００９】
１０１は、不図示の操作部材の操作量を検出し、不図示のレンズ群の位置指令を出力するための位置指令出力部であり、１０２は不図示のレンズ群の位置を検出するための位置検出部である。次に１０３は、位置指令出力部１０１からの出力と位置検出部１０２からの出力を用いて、位置制御演算を行う位置制御演算部であり、１０４は不図示のレンズ群の速度を検出するための速度検出部である。続いて１０５は、位置制御演算部１０３からの出力と速度検出部１０４からの出力を用いて、速度制御演算を行う速度制御演算部であり、１０６は、不図示のレンズ群を駆動するためのモータである。
【００１０】
さらに１０７は、モータ１０６に供給する電流値を検出するための電流検出部、１０８は速度制御演算部１０５からの出力と電流検出部１０７からの出力を用いて、電流制御演算を行う電流制御演算部である。そして１０９は電流制御演算部からの出力を増幅するための電流増幅部であり、１１０は、位置制御演算部１０３および速度制御演算部１０５において使用する制御演算パラメータを調整するためのパラメータ調整部である。１１１は、制御パラメータ調整を実施するか否かを選択するためのモード選択部であり、１１２は、各種パラメータを記憶するためのパラメータ記憶部である。
【００１１】
本実施例では、位置制御演算部１０３および速度制御演算部１０５、電流制御演算部１０８、パラメータ調整部１１０をＣＰＵ１５０にて実現している。
【００１２】
以下に図２および図３のフローチャートに沿って、ＣＰＵ１５０により実現した位置制御演算部１０３および速度制御演算部１０５、電流制御演算部１０８、パラメータ調整部１１０の動作を詳細に説明する。まず、不図示の装置からＣＰＵ１５０に電源が供給されるとＳ１０１にすすみ、各制御パラメータおよび評価基準値をメモリから読み出し、初期値を設定する。
【００１３】
位置制御ゲイン：Ｋｐ＝Ｋｐｓ 
位置フィードバックゲイン：Ｋｐｆ＝Ｋｐｆｓ
調整フラグ：Ａｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇ＝ＣＬＲ
位置指令データ：Ｐｃ＝Ｃｏｎt
位置指令バッファ：Ｐｃ’＝Ｃｏｎt
現在位置データ：Ｐｆ＝Ｐｏｓ
速度制御ゲイン：Ｋｖ＝Ｋｖｓ 
現在速度データ：Ｖｆ＝Ｓｐｅｅｄ
電流制御ゲイン：Ｋｉ＝Ｋｉｓ 
現在速度データ：Ｉｆ＝Ｃｕｒｒｅｎｔ
【００１４】
次にＳ１０２では位置指令出力部１０１から位置指令と位置検出部１０２から位置検出信号を入力し、（１）式を用いて位置指令差分値ＰＤＢを演算する。
【００１５】
Ｐｃ’＝Ｐｃ
Ｐｃ＝Ｃｏｎｔ
Ｐｆ＝Ｐｏｓ
ＰＤＢ＝Ｐｃ−Ｐｃ’    （１）
【００１６】
続いてＳ１０３において、モード選択部１１１の状態を確認し、パラメータ調整モードに設定されている場合はＳ１０４にすすみ、位置指令差分値ＰＤＢが‘０’か否かを確認する。位置指令差分値ＰＤＢが‘０’でない場合は、新たな制御動作が開始されたと判断し、Ｓ１０５にすすみ、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇを判断する。Ｓ１０５において、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇが“ＣＬＲ”の場合は、Ｓ１０６にすすみ、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇを“ＧＡＩＮ＿ＵＰ”に変更して、パラメータ調整を可能な状態に設定し、Ｓ１０８にすすむ。
【００１７】
一方Ｓ１０５において、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇが“ＣＬＲ”以外の場合、およびＳ１０４において、位置指令差分値ＰＤＢが‘０’に等しい場合は、何もせずＳ１０８へすすむ。また、Ｓ１０３においてモード選択部１１１が、通常モードに設定されている場合は、Ｓ１０７にて調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇを“ＣＬＲ”に変更し、Ｓ１０８へすすむ。
【００１８】
引き続き、図２および図３の説明を続ける。Ｓ１０８にすすんだＣＰＵ１５０は、（２）式を用いて、位置制御演算を実施し、位置偏差ＰＤＡを算出する。
【００１９】
ＰＤＡ＝（Ｐｃ−Ｐｆ）×Ｋｐ    （２）
次にＳ１０９において、速度検出部１０４から速度検出信号を入力し、Ｓ１１０にて（３）式を用いて速度制御演算を実施し、速度偏差ＶＤＡを算出する。
【００２０】
Ｖｆ＝Ｓｐｅｅｄ
ＶＤＡ＝（ＰＤＡ−Ｖｆ）×Ｋｖ    （３）
そしてＳ１１１において、電流検出部１０７から電流検出信号を入力し、Ｓ１１２にて（４）式を用いて電流制御演算を実施し、モータ出力データＶｏｕｔを算出する。
【００２１】
Ｉｆ＝Ｃｕｒｒｅｎｔ
Ｖｏｕｔ＝（ＶＤＡ−Ｉｆ）×Ｋｉ    （４）
続けてＣＰＵ１５０はＳ１１３にすすみ、モータ出力データＶｏｕｔを電流増幅部１０９に出力し、モータ１０６を駆動、Ｓ１１４では（５）式を用いて、評価値Ｅｖａ１を算出する。
【００２２】
Ｅｖａ１＝Ｋ１×ＰＤＢ２＋Ｋ２×ＶＤＡ    （５）
ここから図３の説明に移る。Ｓ１１５において調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇを判断し、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇが“ＧＡＩＮ＿ＵＰ”と等しい場合は、Ｓ１１６にて評価値Ｅｖａ１を基準値Ｅｖａ１＿ｓｔと比較する。そしてＳ１１６において評価値Ｅｖａ１が（６）式の条件を満たす場合は、Ｓ１１７にすすみ、（７）式および（８）式を用いて、制御パラメータの調整を実施する。
【００２３】
Ｅｖａ１≦Ｅｖａ１＿ｓｔ      （６）
Ｋｐ＝Ｋｐ＋ΔＫｐ        （７）
Ｋｐｆ＝Ｋｐｆ＋ΔＫｐｆ    （８）
【００２４】
次にＳ１１８において、現在の位置制御ゲインの値と、位置制御ゲインの最大値を比較し、（９）式を満たす場合はＳ１１９にて位置制御ゲインの値を最大値でリミットする。Ｓ１１８において、（９）式を満足しない場合は、何もせずＳ１２０にすすむ。
Ｋｐ>Ｋｐ＿ｍａｘ      （９）    Ｋｐ＿ｍａｘ：位置制御ゲインの最大値
【００２５】
続いてＳ１２０において、現在の位置フィードバックゲインの値と、位置フィードバックゲインの最大値を比較し、（１０）式を満たす場合はＳ１２１にて位置フィードバックゲインゲインの値を最大値でリミットする。Ｓ１２０において、（９）式を満足しない場合は、何もせずＳ１２２にすすむ。
Ｋｐｆ>Ｋｐｆ＿ｍａｘ      （１０）  Ｋｐｆ＿ｍａｘ：位置制御ゲインの最大値
【００２６】
一方Ｓ１１６において、評価値Ｅｖａ１が（６）式の条件を満足しない場合は、Ｓ１２３で位置制御ゲインと位置フィードバックゲインを初期値に変更し、Ｓ１２２にすすむ。Ｓ１２２では、（１１）式を用いて、評価値Ｅｖａ２を算出する。
Ｅｖａ２＝ＩＡ／ＩＳ×ＰＤＡ    （１１）
【００２７】
そしてＳ１２５において評価値Ｅｖａ２を基準値Ｅｖａ２＿ｓｔと比較する。Ｓ１２５において評価値Ｅｖａ２が（１２）式の条件を満たす場合は、Ｓ１３６にジャンプする。
Ｅｖａ２>Ｅｖａ２＿ｓｔ      （１２）
【００２８】
このように位置指令差分値と速度偏差を用いて評価値を算出し、算出した評価値が所定の条件を満足する場合に、位置制御ゲインを調整することにより、環境変化等により駆動負荷が変化した場合にも、定常位置偏差を小さくすることが可能となる。
【００２９】
図２の説明に戻る。Ｓ１２５において、（１２）式の条件を満足しない場合は、Ｓ１２６にすすみ、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇを判断する。Ｓ１２６において、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇが“ＧＡＩＮ＿ＵＰ”と等しい場合は、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇを“ＧＡＩＮ＿ＤＯＷＮ”に変更し、Ｓ１３６にすすむ。一方Ｓ１２６において、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇが“ＧＡＩＮ＿ＤＯＷＮ”に等しい場合は、Ｓ１２８にすすみ、（１３）式および（１４）式を用いて、制御パラメータの調整を実施する。
【００３０】
Ｋｐ＝Ｋｐ−ΔＫｐ        （１３）
Ｋｐｆ＝Ｋｐｆ−ΔＫｐｆ    （１４）
【００３１】
続いてＳ１２９では現在の位置制御ゲインの値と、位置制御ゲインの初期値を比較し、（１５）式を満たす場合はＳ１３０にて位置制御ゲインの値を初期値でリミットする。Ｓ１２９において、（１５）式を満足しない場合は、何もせずＳ１３１にすすむ。
Ｋｐ＜Ｋｐｓ      （１５）    
【００３２】
次にＳ１３１では現在の位置フィードバックゲインの値と、位置フィードバックゲインの初期値を比較し、（１６）式を満たす場合はＳ１３２にて位置フィードバックゲインの値を初期値でリミットする。さらにＳ１３３において、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇを“ＣＬＲ”に変更し、Ｓ１３６にすすむ。Ｓ１３１において、（１６）式を満足しない場合は、何もせずＳ１３６にすすむ。
Ｋｐｆ＜Ｋｐｆｓ      （１６）    
【００３３】
このように位置偏差を用いて評価値を算出し、算出した評価値が所定の条件を満足する場合に、位置制御ゲインを元の値に戻すことにより、安定した制御装置を実現することが可能となる。また、Ｓ１２６において調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇが“ＣＬＲ”の場合は、何もせずＳ１３６にすすむ。
【００３４】
一方Ｓ１１５において調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇが“ＧＡＩＮ＿ＤＯＷＮ”の場合は、Ｓ１２４にすすみ、評価値Ｅｖａ１を基準値Ｅｖａ１＿ｓｔと比較する。そしてＳ１２４において評価値Ｅｖａ１が（６）式の条件を満たす場合は、Ｓ１２２にすすみ、（６）式の条件を満足しない場合は、Ｓ１３４にすすみ、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇを“ＧＡＩＮ＿ＵＰ”に変更し、Ｓ１３６にすすむ。さらにＳ１１５において、調整フラグＡｄｊｕｓｔ＿Ｆｌａｇが“ＣＬＲ”の場合は、Ｓ１３５にすすみ、位置制御ゲインと位置フィードバックゲインを初期値に変更し、Ｓ１３６にすすむ。
【００３５】
Ｓ１３６にすすんだＣＰＵ１５０は、周辺装置との通信処理を実施し、Ｓ１０２にもどる。以後、不図示の装置からＣＰＵ１５０へ電源が供給されている間は、Ｓ１０２からＳ１３６を繰り返し実行する。
【００３６】
本実施例では、位置制御ゲインと位置フィードバックゲインの値を調整する場合を記載したが、速度制御ゲインや速度フィードバックゲイン、電流制御ゲイン、電流フィードバクゲインを変更しても同様の効果を得ることができる。また本実施例では、評価値を位置指令差分値と速度偏差を用いて算出しているが、本発明はこれに限定されるものではない。また、評価値を算出する演算式については、実施例に記載した演算式に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００３７】
１０１  位置指令出力部
１０２  位置検出部
１０３  位置制御演算部
１０４  速度検出部
１０５  速度制御演算部
１０６  モータ
１０７  電流検出部
１０８  電流制御演算部
１０９  電流増幅部
１１０  パラメータ調整部
１１１  モード選択部
１１２  パラメータ記憶部
１５０  ＣＰＵ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2018102071.tif 000005