(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一装置を制御する第一スレーブ局と、
第二装置を制御する第二スレーブ局と、
前記第一スレーブ局へ前記第一装置を動作させる第一指令データを送信し、前記第二スレーブ局へ前記第二装置を動作させる第二指令データを送信するマスタ局と、
を備え、
前記マスタ局は、
前記第一指令データを生成する第一指令データ生成部と、
前記第一装置の動作状態の検出結果であるフィードバックデータから第一周波数領域の周波数成分を抽出して出力する第一フィルタと、
前記第一指令データから前記第一周波数領域より周波数の高い領域である第二周波数領域の周波数成分を抽出して出力する第二フィルタと、
前記第一フィルタから出力されるデータと、前記第二フィルタから出力されるデータとを加算し、加算した結果である加算データを出力する加算部と、
前記加算データに基づき、前記第二指令データを生成する第二指令データ生成部と、
を備え、
前記第一フィルタはローパスフィルタであり、
前記第二フィルタはハイパスフィルタであり、
前記第一フィルタの時定数と、前記第二フィルタの時定数とは等しいことを特徴とする同期制御システム。
【請求項２】
前記第一装置は、第一モータと前記第一モータにより駆動される第一機械装置で構成され、
前記第二装置は、第二モータと前記第二モータにより駆動される第二機械装置で構成され、
前記フィードバックデータは、前記第一機械装置の動作状態の検出結果であることを特徴とする請求項１に記載の同期制御システム。
【請求項３】
第一装置を動作させる指令データであり前記第一装置を制御する第一スレーブ局へ送信される第一指令データを生成する第一指令データ生成部と、
前記第一装置の動作状態の検出結果であるフィードバックデータから第一周波数領域の周波数成分を抽出して出力する第一フィルタと、
前記第一指令データから前記第一周波数領域より周波数の高い領域である第二周波数領域の周波数成分を抽出して出力する第二フィルタと、
前記第一フィルタから出力されるデータと、前記第二フィルタから出力されるデータとを加算し、加算した結果である加算データを出力する加算部と、
前記加算データに基づき、第二スレーブ局により制御される第二装置を動作させる指令データであり前記第二スレーブ局へ送信される第二指令データを生成する第二指令データ生成部と、
を備え、
前記第一フィルタはローパスフィルタであり、
前記第二フィルタはハイパスフィルタであり、
前記第一フィルタの時定数と、前記第二フィルタの時定数とは等しい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、複数の機械装置の駆動を制御する同期制御システムおよび制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】  従来、包装機、ロータリーカッター装置などの産業機械では、サーボモータの駆動により制御されるコンベアー装置の動作に、他のサーボモータの駆動により制御されるカッティング装置の動作を追従させる同期制御が行われている。同期制御を実現するための制御システムとして、データの送受信が可能なネットワークで接続されたマスタ局、２局のスレーブ局、およびセンサで構成される同期制御システムがある。【０００３】  上述した同期制御システムにおいて、マスタ局は、第一スレーブ局へ指令データを生成して送信する機能である機能Ａを持つ制御装置である。第一スレーブ局は、マスタ局から受信した指令データに基づき、サーボモータをはじめとした駆動機器を制御する機能である機能ａ１を持つ。センサはマスタ局へフィードバックデータを送信する機能である機能ｂを持つ。フィードバックデータは、例えば、駆動機器により駆動されるコンベアー装置の状態を示すデータである。マスタ局は、さらに、センサから受信したフィードバックデータに基づき第二スレーブ局へ指令データを生成して送信する機能である機能Ｂを持つ。第二スレーブ局は、マスタ局から受信した指令データに基づき、駆動機器を制御する機能である機能ａ２を持つ。【０００４】  上述した同期制御システムにおいて、センサが機能ｂによりマスタ局へ送信するフィードバックデータには電気的または機械的な要因によるリップルが発生する可能性がある。フィードバックデータに発生したリップルは、マスタ局の機能Ｂに悪影響を及ぼす。すなわち、機能Ｂにより送信される指令データの精度が劣化する。【０００５】  サーボモータを用いた制御システムにおいて、検出された機械端位置におけるリップルの影響を抑制する技術として、例えば特許文献１には、モータ端位置の高周波成分と機械端位置の低周波成分とを合成したものをフィードバックデータとして用いる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１４／１４１５１５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】  上記特許文献１に開示された技術を同期制御システムへ適用した場合、機械端位置からはローパスフィルタにより高周波成分が除去されることにより、リップルが除去される。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、モータ端位置の高周波成分を用いる必要があり、モータ端位置の検出が必須となる。すなわち特許文献１に記載の技術では、２か所にセンサを設ける必要がある。しかしながら、２か所にセンサを設けていない同期制御システムも存在する。さらに、２か所にセンサを設けていない同期制御システムにセンサを追加しようとしても、なんらかの制約によりセンサを追加できない場合もある。【０００８】  また、２か所にセンサを設けずに、単にローパスフィルタによりフィードバックデータを濾波した場合、濾波後のフィードバックデータには遅れ時間が発生する。このため、濾波後のフィードバックデータを用いると同期制御における応答性が低下するという問題があった。【０００９】  本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、フィードバックデータを検出するセンサが１つであったとしても、応答性の低下を抑制しつつフィードバックデータのリップルの影響を抑制することができる同期制御システムおよび制御装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる同期制御システムは、第一装置を制御する第一スレーブ局と、第二装置を制御する第二スレーブ局と、第一スレーブ局へ第一装置を動作させる第一指令データを送信し、第二スレーブ局へ第二装置を動作させる第二指令データを送信するマスタ局と、を備える。マスタ局は、さらに、第一指令データを生成する第一指令データ生成部と、第一装置の動作状態の検出結果であるフィードバックデータから第一周波数領域の周波数成分を抽出して出力する第一フィルタと、第一指令データから第一周波数領域より周波数の高い領域である第二周波数領域の周波数成分を抽出して出力する第二フィルタと、を備える。マスタ局は、さらに、第一フィルタから出力されるデータと、第二フィルタから出力されるデータとを加算し、加算した結果である加算データを出力する加算部と、加算データに基づき、第二指令データを生成する第二指令データ生成部と、を備える。第一フィルタはローパスフィルタであり、第二フィルタはハイパスフィルタであり、第一フィルタの時定数と、第二フィルタの時定数とは等しい。
【発明の効果】
【００１１】  本発明にかかる制御装置は、フィードバックデータを検出するセンサが１つであったとしても、応答性の低下を抑制しつつフィードバックデータのリップルの影響を抑制することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態にかかる同期制御システムの構成例を示す図
【図２】実施の形態の同期制御システムが適用される機械システムの一例を示す図
【図３】実施の形態のマスタ局の構成例を示す図
【図４】実施の形態のフィードバックデータ補正部の内部構成例を示す図
【図５】制御回路の構成例を示す図
【図６】同期制御システムと同期制御システムの制御対象とにおける信号伝達の様子を示すブロック線図
【図７】第一機械装置の速度応答Y(s)の一例を示す図
【図８】センサにより検出された第一機械装置の速度応答のシミュレーション結果の一例を示す図
【図９】フィードバックデータフィルタから出力されるフィードバックデータR1(s)の一例を示す図
【図１０】指令データフィルタから出力される第一指令データの一例を示す図
【図１１】補正後フィードバックデータの一例を示す図
【図１２】第二指令データ生成部が用いるカム形状の一例を示す図
【図１３】実施の形態において第二指令データ生成部により生成される第二指令データすなわち位置指令データの一例を示す図
【図１４】比較例において第二指令データ生成部により生成される第二指令データすなわち位置指令データの一例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】  以下に、本発明の実施の形態にかかる同期制御システムおよび制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１４】実施の形態．  図１は、本発明の実施の形態にかかる同期制御システムの構成例を示す図である。図１に示すように、本発明の実施の形態にかかる同期制御システム１００は、マスタ局１、第一スレーブ局２、第二スレーブ局３およびセンサ８を備える。マスタ局１は、第一スレーブ局２、第二スレーブ局３およびセンサ８と、ネットワークを通して接続される。
【００１５】  同期制御システム１００の制御対象は、モータ４，５、第一機械装置６および第二機械装置７であり、同期制御システム１００は、第一機械装置６および第二機械装置７が所望の動作を行うようモータ４，５を制御する。
【００１６】  第一スレーブ局２は、マスタ局１から送信される指令データに基づいてモータ４に対するトルク指令を生成し、トルク指令をモータ４へ出力する。モータ４は、トルク指令により駆動される。第一機械装置６は、モータ４の回転トルクによって駆動される。換言すると、第一スレーブ局２は、モータ４とモータ４により駆動される第一機械装置６とで構成される第一装置を制御する。第一機械装置６には第一機械装置６の動作を検出するセンサ８が取り付けられている。センサ８は、第一機械装置６の動作状態を検出し、検出結果をフィードバックデータとしてマスタ局１へ送信する。
【００１７】  第二スレーブ局３は、マスタ局１から送信される指令データに基づいてモータ５に対するトルク指令を生成し、トルク指令をモータ５へ出力する。モータ５は、トルク指令により駆動される。第二機械装置７は、モータ５の回転トルクによって駆動される。換言すると、第二スレーブ局３は、モータ５とモータ５により駆動される第二機械装置７とで構成される第二装置を制御する。
【００１８】  本発明にかかる制御装置の一例であるマスタ局１は、モータ４を駆動させることにより第一制御対象である第一機械装置６を動作させるためのデータである第一指令データを生成し、第一指令データを第一スレーブ局２に送信する。マスタ局１は、センサ８から受信したフィードバックデータを用いて、モータ５を駆動させることにより第二制御対象である第二機械装置７を動作させるための第二指令データを生成し、第二指令データを第二スレーブ局３に送信する。すなわち、マスタ局１は、第一スレーブ局２へ第一装置を動作させる第一指令データを送信し、第二スレーブ局３へ第二装置を動作させる第二指令データを送信する。
【００１９】  図２は、本実施の形態の同期制御システムが適用される機械システムの一例を示す図である。図２に示す機械システムは、例えば包装機、またはロータリーカッター装置である。図２に示した例では、第一機械装置６は、コンベアー装置であり、第二機械装置７は、カッティング装置であり、センサ８は、回転速度計である。モータ４、モータ５の例としては回転型サーボモータが挙げられる。モータ４、モータ５は、この例に限定されず、第一機械装置６、第二機械装置７をそれぞれ駆動できるものであればよい。
【００２０】  カッティング装置である第二機械装置７を駆動するモータ５が、第一機械装置６の動作に追従して動作することにより、コンベアー装置である第一機械装置６により搬送されるシートが、カッティング装置である第二機械装置７により、所望のシート長で切断される。このように、第二機械装置７の動作は、第一機械装置６の動作に追従するよう同期制御される。なお、図２に示した構成は一例であり、同期制御システムの適用対象は、第一機械装置６の動作が第二機械装置７の動作に追従するよう制御される機械システムであればよく、図２に示した例に限定されない。
【００２１】  図３は、本実施の形態のマスタ局１の構成例を示す図である。図３に示すように、マスタ局１は、第一指令データ生成部１１と、フィードバックデータ補正部１２と、第二指令データ生成部１３と、通信部１４とを備える。
【００２２】  第一指令データ生成部１１は、第一スレーブ局２に送信する第一指令データを生成し、第一指令データをフィードバックデータ補正部１２および通信部１４へ出力する。第一指令データは、第一機械装置６が所望の動作パターンで動作を行うよう生成される。第一機械装置６が図２に示したコンベアー装置である場合、例えば、第一機械装置６がシートを一定速度で送り出すように第一指令データが生成される。第一指令データの例としては、モータ４の回転速度を制御するための回転速度指令データである速度指令データが挙げられる。フィードバックデータ補正部１２は、第一指令データ生成部１１により生成された第一指令データと、通信部１４を介してセンサ８から受信したフィードバックデータとに基づき、補正後フィードバックデータを生成し、補正後フィードバックデータを第二指令データ生成部１３へ出力する。
【００２３】  第二指令データ生成部１３は、補正後フィードバックデータに基づき、第二機械装置７を動作させるための第二指令データを生成し、第二指令データを通信部１４へ出力する。第二指令データの例としては、モータ５の回転位置を制御するための位置指令データなどが挙げられる。第二指令データ生成部１３の例としては、信号すなわち入力値を取り込み、予め設定されたカム形状と入力値とに基づいて新たな信号すなわち出力値を生成して出力する電子カム装置が挙げられる。電子カム装置は、電子カム機能を有する装置であり、電子カム機能とは、主軸周りに回転する機械的なカムを用いる代わりに、従軸のモータを主軸位置に同期させて制御する機能である。この例では、本実施の形態では、モータ４が主軸に対応するモータであり、モータ５が従軸に対応するモータである。カム形状とは、従軸の位置、速度といった値を、主軸位置に応じて定めたものである。例えば、第二指令データ生成部１３は、第二指令データ生成部１３に入力される補正後フィードバックデータを積分して位置データすなわち主軸位置を求め、主軸位置とカム形状とに基づいて従軸のモータ５の位置を示す位置指令データを生成する。
【００２４】  通信部１４は、センサ８からセンサ８による検出結果であるフィードバックデータを受信し、フィードバックデータをフィードバックデータ補正部１２へ出力する。通信部１４は、第一指令データ生成部１１から受け取った第一指令データを第一スレーブ局２へ送信し、第二指令データ生成部１３から受け取った第二指令データを第二スレーブ局３へ送信する。
【００２５】  図４は、本実施の形態のフィードバックデータ補正部１２の内部構成例を示す図である。図４に示すように、フィードバックデータ補正部１２は、指令データフィルタ２１、フィードバックデータフィルタ２２および加算部２３を備える。フィードバックデータフィルタ２２は、フィードバックデータから第一周波数領域の周波数成分を抽出して出力する第一フィルタである。指令データフィルタ２１は、第一指令データから第一周波数領域より周波数の高い領域である第二周波数領域の周波数成分を抽出して出力する第二フィルタである。
【００２６】  指令データフィルタ２１には、第一指令データ生成部１１から出力された第一指令データが入力され、フィードバックデータフィルタ２２には、通信部１４から出力されたフィードバックデータが入力される。
【００２７】  フィードバックデータフィルタ２２は、フィードバックデータのうち、あらかじめ定められた第一周波数領域の周波数成分を通過させて出力するフィルタである。第一周波数領域の周波数成分の一例は、あらかじめ定められた周波数以下の周波数の成分である低周波成分である。具体的には、フィードバックデータフィルタ２２は、例えば一次遅れローパスフィルタである。フィードバックデータフィルタ２２が一次遅れローパスフィルタである場合、フィードバックデータフィルタ２２の時定数をTfbとすると、フィードバックデータフィルタ２２の伝達関数Gfb(s)は次の式（１）で表される。なお、sは複素数を示す。  Gfb(s)=1/(1+Tfb*s)    …（１）
【００２８】  また、指令データフィルタ２１は、第一指令データのうち第一周波数領域より周波数の高い領域である第二周波数領域の周波数成分を抽出して出力するフィルタである。第二周波数領域の周波数成分の一例は、あらかじめ定められた周波数以上の周波数の成分である高周波成分である。具体的には、指令データフィルタ２１は、例えば一次のハイパスフィルタである。指令データフィルタ２１が一次のハイパスフィルタである場合、指令データフィルタ２１の時定数をTcmdとすると、指令データフィルタ２１の伝達関数Gcmd(s)は次の式（２）で表される。  Gcmd(s)=Tcmd*s/(1+Tcmd*s)    …（２）
【００２９】  加算部２３は、フィードバックデータフィルタ２２から出力されるデータであるフィードバックデータと指令データフィルタ２１から出力されるデータである第一指令データとを加算し、加算した結果である加算データを補正後フィードバックデータとして出力する。
【００３０】  次に、本実施の形態のマスタ局１のハードウェア構成について説明する。図３に示した通信部１４は通信回路であり、送信機および受信機である。図３に示した第一指令データ生成部１１、フィードバックデータ補正部１２および第二指令データ生成部１３は、処理回路により実現される。処理回路は、専用のハードウェアとして実装される処理回路であってもよいし、プロセッサを備える制御回路であってもよい。専用のハードウェアとして実装される処理回路は、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、ＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）などであり、またはこれらを組み合わせたものであってもよい。
【００３１】  上記の処理回路が制御回路である場合、この制御回路は例えば図５に示す制御回路２００である。図５は、制御回路２００の構成例を示す図である。制御回路２００は、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）などであるプロセッサ２０１およびメモリ２０２を備える。プロセッサ２０１は、ＣＰＵ、マイクロプロセッサ等である。メモリ２０２は、例えば、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）、フラッシュメモリー、等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク等が該当する。
【００３２】  第一指令データ生成部１１、フィードバックデータ補正部１２および第二指令データ生成部１３が、図５に示した制御回路２００により実現される場合、第一指令データ生成部１１、フィードバックデータ補正部１２および第二指令データ生成部１３の各機能は、メモリ２０２に格納された、第一指令データ生成部１１、フィードバックデータ補正部１２および第二指令データ生成部１３の機能が実現されるためのプログラムが、プロセッサ２０１により実行されることにより実現される。メモリ２０２は、プロセッサ２０１によりプログラムが実行される際の記憶領域としても用いられる。また、第一指令データ生成部１１、フィードバックデータ補正部１２および第二指令データ生成部１３は、一部が専用のハードウェアである処理回路により実現され、残部が上述した制御回路２００により実現されてもよい。
【００３３】  次に、本実施の形態の効果、すなわち、本実施の形態のマスタ局１により、フィードバックデータのリップルの影響が抑制されかつ応答性の高い同期制御ができる理由について説明する。
【００３４】  図６は、同期制御システム１００と同期制御システム１００の制御対象とにおける信号伝達の様子を示すブロック線図である。図６において、第一指令データ生成部１１から出力される第一指令データをU(s)とし、第一機械装置６の速度応答をY(s)とし、第一指令データから第一機械装置６の速度応答Y(s)までの伝達関数をP(s)と記載する。また、図６において、フィードバックデータフィルタ２２に入力されるフィードバックデータをR0(s)とし、フィードバックデータフィルタ２２から出力されるフィードバックデータをR1(s)とし、指令データフィルタ２１から出力される第一指令データをR2(s)と記載する。また、図６において、センサ８に印加されるノイズをN(s)とし、指令データフィルタ２１の伝達関数をGcmd(s)とし、フィードバックデータフィルタ２２の伝達関数をGfb(s)と記載する。この時、第一機械装置６における速度応答Y(s)は、次の式（３）で表される。  Y(s)=U(s)P(s)      …（３）
【００３５】  またフィードバックデータフィルタ２２に入力されるフィードバックデータR0(s)は次の式（４）で表される。なお、センサ８は、第一機械装置６の速度を検出するとする。  R0(s)=U(s)P(s)+N(s)      …（４）
【００３６】  本実施の形態における、各信号の様子を把握するため、シミュレーションを行った。以下では、シミュレーションに得られた各信号の例を示す。まず、第一指令データU(s)を単位ステップ関数とし、P(s)＝１を上述した式（３）に代入し、第一機械装置６の速度応答Y(s)をシミュレーションにより求めた。図７は、第一機械装置６の速度応答Y(s)の一例を示す図である。
【００３７】  センサ８からマスタ局１に送信されてフィードバックデータフィルタ２２に入力されるフィードバックデータR0(s)はセンサ８により検出された第一機械装置６の速度応答である。図８は、センサ８により検出された第一機械装置６の速度応答のシミュレーション結果の一例を示す図である。図８に示した例では、ノイズN(s)を、平均を０とし分散を０．１としたガウス乱数生成器を用いて生成し、図７と同様に、第一指令データU(s)を単位ステップ関数とし、P(s)＝１としている。
【００３８】  センサ８を用いて本来検出したい速度応答の波形は図７に示した波形であるのに対し、マスタ局１には、図８に示した波形すなわちフィードバックデータR0(s)の波形が入力される。このフィードバックデータR0(s)には、図８に示すようにノイズが含まれている。
【００３９】  本実施の形態では、フィードバックデータR0(s)は、上述した式（１）で表される伝達関数Gfb(s)を持つフィードバックデータフィルタ２２に入力されて濾波される。図９は、フィードバックデータフィルタ２２から出力されるフィードバックデータR1(s)の一例を示す図である。図９に示した例では、図８に示したフィードバックデータR0(s)がフィードバックデータフィルタ２２に入力された場合にフィードバックデータフィルタ２２から出力されたフィードバックデータR1(s)を示している。また、図９では、フィードバックデータフィルタ２２として、上述した式（１）にTfb＝０．１［s］を代入して得られる伝達関数を有するローパスフィルタを用いた例を示している。図８および図９からわかるように、フィードバックデータフィルタ２２を用いることでノイズが除去されたなめらかな速度応答波形が得られる一方で、フィードバックデータR1(s)は、一次遅れ系のステップ応答となっており、位相遅れが生じていることがわかる。
【００４０】
本実施の形態では、第一指令データは、上述した式（２）で表される伝達関数Gcmd(s)をもつ指令データフィルタ２１に入力されて濾波される。図１０は、指令データフィルタ２１から出力される第一指令データの一例を示す図である。図１０では、指令データフィルタ２１として、上述した式（２）にTcmd＝０．１［s］を代入して得られる伝達関数を有するハイパスフィルタを用いた例を示している。なお、フィードバックデータフィルタ２２の時定数と指令データフィルタ２１の時定数とを等しい値とすることができる。フィードバックデータフィルタ２２の時定数と指令データフィルタ２１の時定数とを一致させることにより、ローパスフィルタであるフィードバックデータフィルタ２２による遅れが過不足なく補正される。指令データフィルタ２１の時定数がフィードバックデータフィルタ２２の時定数より大きい場合、遅れが残り、指令データフィルタ２１の時定数がフィードバックデータフィルタ２２の時定数より小さい場合、遅れを過度に補正することになる。フィードバックデータフィルタ２２の時定数と指令データフィルタ２１の時定数とを一致させた過不足ない補正を行うことにより、理想的な本来の速度応答Y(s)と同等の応答性の高いフィードバックデータが、補正後フィードバックデータとして得られる。
【００４１】  本実施の形態では、加算部２３が、指令データフィルタ２１から出力される第一指令データR2(s)とフィードバックデータフィルタ２２から出力されるフィードバックデータR1(s)とを加算し、加算した結果を補正後フィードバックデータとして第二指令データ生成部１３へ出力する。図１１は、補正後フィードバックデータの一例を示す図である。図１１では、図９に示したフィードバックデータR1(s)と図１０に示した第一指令データR2(s)とが加算された結果を示している。
【００４２】  図８に示したように、フィードバックデータR0(s)にはノイズが含まれているため、マスタ局１が、フィードバックデータR0(s)をそのまま用いて制御を行うと正しい第二指令データが生成できない可能性がある。一方、図９に示したように、フィードバックデータフィルタ２２から出力されたフィードバックデータR1(s)では、ノイズが抑制されているが位相遅れが生じている。このため、マスタ局１が、フィードバックデータR1(s)を用いて制御を行うと応答性が低下する。これに対し、本実施の形態では、マスタ局１は、第一指令データR2(s)とフィードバックデータR1(s)とを加算した結果である補正後フィードバックデータを用いて制御を行う。補正後フィードバックデータは、図１１に示すように、図９に示したフィードバックデータR1(s)と同様にノイズすなわちリップルが抑制されるとともに、図９に示したフィードバックデータR1(s)における位相遅れが補正されている。したがって、理想的な本来の速度応答Y(s)と同等の応答性の高いフィードバックデータが、補正後フィードバックデータとして得られることがわかる。
【００４３】  次に、上述した補正後フィードバックデータを用いて第二指令データを生成することにより、同期制御における応答性を高められる理由について、例を挙げて説明する。ここでは、本実施の形態の同期制御システムが図２に示した機械システムに適用されるとする。また、第二指令データ生成部１３は、補正後フィードバックデータを積分して第一機械装置６の位置データを算出し、位置データと予め設定されたカム形状とに基づき、第二指令データを生成する電子カム装置であるとする。また、第二指令データは、モータ５の位置指令データであるとする。
【００４４】  図１２は、第二指令データ生成部１３が用いるカム形状の一例を示す図である。図１２に示した例では、カム形状は、入力値の増加に伴って、出力値が増加した後に減少することを繰り返す形状である。入力値は、補正後フィードバックデータであり、出力値は、第二指令データすなわちモータ５の位置指令データである。図１２に示すように、入力値の増加に伴って、モータ５の位置が増加した後に減少することは、シートが第一機械装置６により送り出されるに伴って、図２に示した第二機械装置７の回転位置が、最大値と最小値の間を往復することを繰り返すことを意味する。第二機械装置７であるカッティング装置は、第二指令データが最大値をとるタイミングで、カッティング動作を行う。
【００４５】  図１３は、本実施の形態において第二指令データ生成部１３により生成される第二指令データすなわち位置指令データの一例を示す図である。図１４は、比較例において第二指令データ生成部により生成される第二指令データすなわち位置指令データの一例を示す図である。図１４に示した比較例は、補正後フィードバックデータの代わりにフィードバックデータR1(s)が第二指令データ生成部１３に入力される例である。図１３および図１４ともに、図１２に示したカム形状を前提として第二指令データ生成部１３により生成される第二指令データをシミュレーションにより求めたものである。また、第一指令データについては、シミュレーションにおける各パラメータの値は図７から図１２に示したシミュレーションと同一であるとする。
【００４６】  図１３に示した例では、補正後フィードバックデータが第二指令データ生成部１３へ入力されるため、図１３に示した例では、比較例である図１４に示した例に比べてシミュレーションの開始から第二指令データが最大値に至るまでの時間が短い。すなわち、比較例である図１４に示した例に比べて第二指令データの立ち上がりが早く、同期制御における応答性すなわち第二機械装置７の動作に対する応答性を高めることができる。
【００４７】  以上のことから、本実施の形態によれば、指令データフィルタ２１により第一指令データから抽出された高周波成分とフィードバックデータフィルタ２２によりフィードバックデータから抽出された低周波成分とが加算された結果を補正後フィードバックデータとして制御すなわち第二指令データの生成に用いるようにした。このため、センサ８からのフィードバックデータへのリップルの影響と、応答性を改善した、理想的な速度応答Y(s)と同等なデータが得られる。
【００４８】  なお、以上説明した例では、第一指令データが単位ステップ関数であるとして説明したが、第一指令データの波形はこれに限定されず、例えばランプ関数をはじめとした他の波形であっても上記の例と同様の効果が得られる。また、以上説明した例では、第一機械装置６の伝達関数P(s)がP(s)＝1としたモデルで示される例について説明したが、これに限定されず、第一機械装置６が、他のモデルで示されるものであっても同様な効果が得られる。
【００４９】  以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００５０】  １  マスタ局、２  第一スレーブ局、３  第二スレーブ局、４，５  モータ、６  第一機械装置、７  第二機械装置、８  センサ、１１  第一指令データ生成部、１２  フィードバックデータ補正部、１３  第二指令データ生成部、１４  通信部、２１  指令データフィルタ、２２  フィードバックデータフィルタ、２３  加算部、１００  同期制御システム。
【要約】  本発明にかかる同期制御システム（１００）は、第一スレーブ局（２）と、第二スレーブ局（３）と、第一スレーブ局（２）へ第一モータ（４）および第一機械装置（６）を動作させる第一指令データを送信し、第二スレーブ局（３）へ第二モータ（５）および第二機械装置（７）を動作させる第二指令データを送信するマスタ局（１）と、を備え、マスタ局（１）は、第一指令データを生成する第一指令データ生成部（１１）と、フィードバックデータから第一周波数領域の周波数成分を抽出して出力するフィードバックデータフィルタ（２２）と、第一指令データから第一周波数領域より高い第二周波数領域の周波数成分を抽出して出力する指令データフィルタ（２１）と、フィードバックデータフィルタ（２２）から出力されるデータと、指令データフィルタ（２１）から出力されるデータとを加算し、加算した結果である加算データを出力する加算部（２３）と、加算データに基づき、第二指令データを生成する第二指令データ生成部（１３）と、を備える。【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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