(57)【要約】【課題】周期的に繰り返される目標値や外乱に対する制御誤差を、効果的に低減するサーボ制御装置を提供する。【解決手段】安定補償回路１０６を、カットオフ周波数＝繰り返し周波数×４の１次ローパスフィルタ２０１、カットオフ周波数＝繰り返し周波数／４の１次ハイパスフィルタ２０２、ゲイン０．８の減衰器２０３を直列接続して構成し、安定補償回路１０６の繰り返し周波数における位相を０とすることにより、繰り返し補償回路１０２のピークゲイン周波数が、繰り返し周波数に一致させ、周期的に繰り返される目標値や外乱に対する制御誤差を、効果的に低減することを実現する。【選択図】図２
2007233732.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
サーボモータの入力信号を繰り返し補償する繰り返し補償手段を有するサーボ制御装置において、
前記繰り返し補償手段は、所定時間分、入力信号を遅延させる遅延手段と、前記遅延手段による遅延時間を周期とする周波数の低い周波数のみ通過させるローパスフィルタ、及び高い周波数成分のみ通過させるハイパスフィルタを有する安定補償手段を有し、
前記繰り返し補償手段から出力される繰り返し周波数の位相がほぼゼロであることを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項２】
前記ローパスフィルタと前記ハイパスフィルタとが直列に接続されていることを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
【請求項３】
サーボモータの入力信号を繰り返し補償する繰り返し補償手段を有するサーボ制御装置において、
前記繰り返し補償手段は、所定時間分、入力信号を遅延させる遅延手段と、前記遅延手段による遅延時間を周期とする周波数の特定周波数範囲の信号だけを通過させ、それ以外の周波数の信号を減衰させるバンドパスフィルタを有する安定補償手段を有し、
前記繰り返し補償手段から出力される繰り返し周波数の位相がゼロであることを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項４】
サーボモータの入力信号を繰り返し補償する繰り返し補償手段を有するサーボ制御装置において、
前記繰り返し補償手段は、所定時間分、入力信号を遅延させる遅延手段と、前記遅延手段による遅延時間を周期とする周波数をゼロに収束させるＦＩＲフィルタとを有する安定補償手段を有し、
前記繰り返し補償手段から出力される繰り返し周波数、及びその周波数の単数又は複数の高調波周波数における位相がほぼゼロであることを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項５】
サーボモータの入力信号を繰り返し補償する繰り返し補償手段を有するサーボ制御装置において、
前記繰り返し補償手段は、所定時間分、入力信号を遅延させる遅延手段、前記遅延手段による遅延時間を周期とする周波数の中心周波数とする第１のバンドパスフィルタと、前記遅延手段による遅延時間を周期とする周波数の高調波周波数を中心周波数とする第２のバンドパスフィルタとを有する安定補償手段を有し、
前記繰り返し補償手段から出力される繰り返し周波数の位相がほぼゼロであることを特徴とするサーボ制御装置。
【請求項６】
前記第１のバンドパスフィルタと前記第２のバンドパスフィルタとが並列に接続されていることを特徴とする請求項４記載のサーボ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボ制御装置に関し、特に、周期的に繰り返される目標値や外乱に対する制御誤差を、効果的に低減するサーボ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータの速度、回転角等をエンコーダ等で検出し、この検出信号をフィードバックして速度、回転角等を制御するいわゆるサーボ装置においては、目標速度、目標回転角に対する制御誤差を小さくすることが求められる。制御誤差を小さくするためには、一般にサーボ系のループゲインを高めればよい。しかし、ループゲインを高めすぎると、サーボ系の交差周波数が高くなりすぎ、交差周波数がサーボ機構の共振周波数に近づくと、サーボ系の安定性が損なわれてしまう。このため、ループゲインを高めることで追従誤差を小さくすることには限界があった。
【０００３】
サーボ系の目標値や、外乱には、周期的に繰り返されるケースが少なくないが、この点に着目し、その繰り返し動作時の応答から学習的にサーボ系の追従誤差を低減する方法が知られている。このような制御方法は繰り返し制御と呼ばれ、繰り返し制御を行うためにサーボループ内に挿入される補償回路は繰り返し補償回路と呼ばれる。繰り返し制御を行うサーボ装置の例としては、特許文献１記載のＡＣサーボモータの繰り返し制御方法及び装置がある。なお、周期的に目標値が繰り返される例としては、モータの駆動により、一定周期で物体を往復動作させるような場合があげられる。また、周期的に外乱が繰り返される例としては、モータのコギングトルクなどがあげられる。
【特許文献１】特開平０６−３４３２８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記の発明は以下の問題を有している。
【０００５】
図１に、繰り返し制御を行うサーボ制御装置の構成例を示す。図１において、１０１は減算回路、１０２は繰り返し補償回路、１０３は補償回路、１０４は制御対象である。減算回路１０１は、制御目標値ｒ（ｔ）と、出力ｙ（ｔ）との誤差ｅ（ｔ）を算出する。補償回路１０３は信号を所定ゲインで増幅し、サーボ系のループゲインを決定する。制御対象１０４は、例えばモータの回転制御装置であれば、モータを駆動するドライバ、モータ本体、モータ軸に取り付けられ、回転速度を検出するエンコーダなどから構成される。
【０００６】
繰り返し補償回路１０２は、遅延回路１０５、安定補償回路１０６、加算回路１０７で構成される。遅延回路１０５は、先に述べた、目標値や外乱の繰返し周期に相当する時間だけ信号を遅延させて出力する。遅延回路１０５を通過した信号は、安定補償回路１０６を通過後、加算回路１０７を通じて、正帰還される。この結果、前の繰返し周期中の制御誤差が、次回の繰返し周期中に加算されていくことにより、制御誤差が順次低減されていく。安定補償回路１０６は、繰り返し補償回路を含む繰り返し制御系の安定性確保のために挿入される。繰り返し補償回路１０２では、遅延信号が正帰還される構造になっているため、特定の周波数で大きな位相変化を生じる。この位相変化が、サーボ系の安定性に影響する交差周波数付近で生じると、サーボ系が不安定となる場合がある。このため、一般に安定補償回路は、サーボ系の交差周波数付近の信号を十分に減衰させるように設定される。
【０００７】
図２０は、安定補償回路１０６をカットオフ周波数＝繰り返し周波数×４の１次ローパスフィルタと、ゲイン０．８の減衰器との直列接続とした場合の安定補償回路内の１次ローパスフィルタの周波数特性(実線：ゲイン、破線：位相)である。以降、周波数特性を示す図において、横軸の周波数は、繰り返し周波数で正規化したものを示す。繰り返し周波数とは、繰り返し周期の逆数のことである。すなわち、グラフ上、周波数１の点が繰り返し周波数に相当する。
【０００８】
図２１は、この安定補償回路を用いた場合の、繰り返し補償回路１０２全体の入出力間周波数特性(実線：ゲイン、破線：位相)である。繰り返し補償回路１０２全体の伝達関数Ｈ（ｓ）は、安定補償回路１０６の伝達関数をＧ（ｓ）、遅延回路１０５の遅延時間をＬとすると、
【数１】
2007233732.tif 000003
と表される。
【０００９】
図２１より、安定補償回路のカットオフ周波数よりも低い周波数領域では、繰り返し周波数のほぼ整数倍の周波数で、高いピークゲインが得られていることがわかる。このことからも、繰り返し制御により、周期的に繰り返される入力や外乱に対して制御誤差が小さく抑えられることがわかる。一方、上記カットオフ周波数以上の周波数では、徐々にピークゲインが減少して行き、これに伴い、位相回りも減少していくことがわかる。このことから、上記カットオフ周波数よりも、サーボ系の交差周波数を十分に高く設定すれば、交差周波数付近の位相まわりはゼロに近づき、サーボ系の安定性が確保できることがわかる。
【００１０】
図２２は、図２１に示す周波数特性のゲイン特性のうち、繰り返し周波数の２倍の周波数までの拡大図である。図２２に示すように、繰り返し周波数の整数倍の周波数付近で、高いピークゲインが得られているものの、そのピークゲイン周波数は、正確には繰り返し周波数の整数倍の点からはわずかにずれていることがわかる。これは、安定補償回路の周波数特性の影響である。
【００１１】
このように、従来の繰り返し補償回路を含むサーボ系では、安定性補償回路の周波数特性の影響で、繰り返し補償回路のピークゲイン周波数が、繰り返し周波数の整数倍の点からずれてしまうという問題があった。この結果、繰り返し周波数で繰り返される周期的な入力や外乱に対する制御誤差の低減が十分に行われず、制御誤差が拡大してしまう場合があった。
【００１２】
また、図２１にもどって考えると、安定補償回路に１次ローパスフィルタを用いた場合、ピークゲインの減衰特性より、ピークゲインを十分に確保したい周波数に対し、安定補償回路のカットオフ周波数は、数倍程度高い設定にする必要があることがわかる。さらに、位相回りが十分にゼロに近づき、交差周波数として設定可能な周波数は、安定補償回路のカットオフ周波数に対し２倍以上の周波数となっていることがわかる。
【００１３】
このように、従来の繰り返し補償回路を含むサーボ系では、安定性補償回路の周波数特性の影響で、繰り返し補償回路のピークゲインが十分に確保できる周波数は、サーボ系の交差周波数よりも十分に低い周波数に限定されてしまう場合があった。この結果、繰り返し制御を用いても、サーボ系の交差周波数が高くなりすぎ、サーボ系の安定性が損なわれてしまう場合があった。
【００１４】
本発明は、所定時間分、信号を遅延させる遅延回路と、遅延手段と接続され、所定の周波数特性を有する安定補償回路とを有する繰り返し補償回路を有し、安定補償回路を１次ローパスフィルタ、及び１次ハイパスフィルタにより構成し、安定補償回路の繰り返し周波数における位相を０とすることにより、繰り返し補償回路のピークゲイン周波数が、繰り返し周波数に一致させ、周期的に繰り返される目標値や外乱に対する制御誤差を、効果的に低減することを実現することができるサーボ制御装置を提案することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
請求項１記載の発明は、サーボモータの入力信号を繰り返し補償する繰り返し補償手段を有するサーボ制御装置において、前記繰り返し補償手段は、所定時間分、入力信号を遅延させる遅延手段と、前記遅延手段による遅延時間を周期とする周波数の低い周波数のみ通過させるローパスフィルタ、及び高い周波数成分のみ通過させるハイパスフィルタを有する安定補償手段を有し、前記繰り返し補償手段から出力される繰り返し周波数の位相がほぼゼロであることを特徴とする。
【００１６】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のサーボ制御装置において、前記ローパスフィルタと前記ハイパスフィルタとが直列に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
請求項３記載の発明は、サーボモータの入力信号を繰り返し補償する繰り返し補償手段を有するサーボ制御装置において、前記繰り返し補償手段は、所定時間分、入力信号を遅延させる遅延手段と、前記遅延手段による遅延時間を周期とする周波数の特定周波数範囲の信号だけを通過させ、それ以外の周波数の信号を減衰させるバンドパスフィルタを有する安定補償手段を有し、前記繰り返し補償手段から出力される繰り返し周波数の位相がゼロであることを特徴とする。
【００１８】
請求項４記載の発明は、サーボモータの入力信号を繰り返し補償する繰り返し補償手段を有するサーボ制御装置において、前記繰り返し補償手段は、所定時間分、入力信号を遅延させる遅延手段と、前記遅延手段による遅延時間を周期とする周波数をゼロに収束させるＦＩＲフィルタとを有する安定補償手段を有し、前記繰り返し補償手段から出力される繰り返し周波数、及びその周波数の単数又は複数の高調波周波数における位相がほぼゼロであることを特徴とする。
【００１９】
請求項５記載の発明は、サーボモータの入力信号を繰り返し補償する繰り返し補償手段を有するサーボ制御装置において、前記繰り返し補償手段は、所定時間分、入力信号を遅延させる遅延手段、前記遅延手段による遅延時間を周期とする周波数の中心周波数とする第１のバンドパスフィルタと、前記遅延手段による遅延時間を周期とする周波数の高調波周波数を中心周波数とする第２のバンドパスフィルタとを有する安定補償手段を有し、前記繰り返し補償手段から出力される繰り返し周波数の位相がほぼゼロであることを特徴とする。
【００２０】
請求項６記載の発明は、請求項４記載のサーボ制御装置において、前記第１のバンドパスフィルタと前記第２のバンドパスフィルタとが並列に接続されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は、所定時間分、信号を遅延させる遅延回路と、遅延手段と接続され、所定の周波数特性を有する安定補償回路とを有する繰り返し補償回路を有するサーボ制御装置において、安定補償回路を１次ローパスフィルタ、及び１次ハイパスフィルタにより構成し、安定補償回路の繰り返し周波数における位相を０とすることにより、繰り返し補償回路のピークゲイン周波数が、繰り返し周波数に一致させ、周期的に繰り返される目標値や外乱に対する制御誤差を、効果的に低減することを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施形態に係るサーボ装置の構成及び動作について説明する。
【００２３】
まず、本実施形態に係るサーボ装置の構成について説明する。
【００２４】
図１に、繰り返し制御を行うサーボ装置の構成例を示す。図１において、１０１は減算回路、１０２は繰り返し補償回路、１０３は補償回路、１０４は制御対象である。減算回路１０１は、制御目標値ｒ（ｔ）と、出力ｙ（ｔ）との誤差ｅ（ｔ）を算出する。補償回路１０３は信号を所定ゲインで増幅し、サーボ系のループゲインを決定する。制御対象１０４は、例えばモータの回転制御装置であれば、モータを駆動するドライバ、モータ本体、モータ軸に取り付けられ、回転速度を検出するエンコーダなどから構成される。
【００２５】
繰り返し補償回路１０２は、遅延回路１０５、安定補償回路１０６、加算回路１０７で構成される。遅延回路１０５は、先に述べた、目標値や外乱の繰返し周期に相当する時間だけ信号を遅延させて出力する。遅延回路１０５を通過した信号は、安定補償回路１０６を通過後、加算回路１０７を通じて、正帰還される。この結果、前の繰返し周期中の制御誤差が、次回の繰返し周期中に加算されていくことにより、制御誤差が順次低減されていく。安定補償回路１０６は、繰り返し補償回路を含む繰り返し制御系の安定性確保のために挿入される。繰り返し補償回路１０２では、遅延信号が正帰還される構造になっているため、特定の周波数で大きな位相変化を生じる。この位相変化が、サーボ系の安定性に影響する交差周波数付近で生じると、サーボ系が不安定となる場合がある。このため、一般に安定補償回路は、サーボ系の交差周波数付近の信号を十分に減衰させるように設定される。
【００２６】
次に、図２を用いて安定補償回路の構成について説明する。
【００２７】
安定補償回路１０６は、カットオフ周波数＝繰り返し周波数×４の１次ローパスフィルタ２０１、カットオフ周波数＝繰り返し周波数／４の１次ハイパスフィルタ２０２、ゲイン０．８の減衰器２０３を直列接続して構成される。
【００２８】
図３は、図２に示す安定補償回路１０６内の１次ローパスフィルタと１次ハイパスフィルタの総合周波数特性(実線：ゲイン、破線：位相)である。周波数特性からわかるように、安定補償回路１０６は、ローパスフィルタの特性による位相遅れと、ハイパスフィルタの特性による位相進みとが相殺し合い、繰り返し周波数（周波数が１）において、位相特性がゼロとなっている。
【００２９】
図４は、この安定補償回路を用いた場合の、繰り返し補償回路１０２全体の入出力間周波数特性(実線：ゲイン、破線：位相)である。図４に示すように、上記ローパスフィルタのカットオフ周波数以上の周波数では、徐々にピークゲインが減少して行き、これに伴い、位相回りも減少していくことがわかる。このことから、従来の繰り返し補償回路と同様に、上記ローパスカットオフ周波数よりも、サーボ系の交差周波数を十分に高く設定すれば、交差周波数付近の位相まわりはゼロに近づき、サーボ系の安定性が確保できることがわかる。
【００３０】
図５は、図４に示す周波数特性のゲイン特性のうち、繰り返し周波数の２倍の周波数までの拡大図である。従来の繰り返し補償回路のピークゲイン周波数は、繰り返し周波数からわずかにずれていたが、繰り返し補償回路１０２では、ピークゲイン周波数が、繰り返し周波数に正確に一致していることがわかる。これは、前述したように、安定補償回路の周波数特性を、繰り返し周波数における位相特性がゼロとなるようにしたためである。
【００３１】
このように、本実施形態に係る繰り返し補償回路を有するサーボ装置では、繰り返し補償回路のピークゲイン周波数が、繰り返し周波数に一致するため、周期的に繰り返される目標値や外乱に対する制御誤差を、効果的に低減することが可能である。
【００３２】
次に、図６を用いて遅延回路１０５の構成について説明する。
【００３３】
遅延回路１０５は、コントローラ３０１、書き込みアドレスカウンタ３０２、読み出しアドレスカウンタ３０３、マルチプレクサ３０４、ＲＡＭ３０５、入力データレジスタ３０６、及び出力データレジスタ３０７を有して構成される。
【００３４】
書き込みアドレスカウンタ３０２は、ＲＡＭ３０５へのデータ書き込み先のアドレスを、また読み出しアドレスカウンタ３０３は、ＲＡＭ３０５からのデータ読み出し元のアドレスを発生させる。両アドレスはマルチプレクサ３０４によって選択され、一方がＲＡＭ３０５のアドレス入力に与えられる。１サンプル時間ごとに、遅延回路入力は、入力データレジスタ３０６にいったん保持された後、データバスを通じて、ＲＡＭ３０５の書き込みアドレスカウンタが示す書き込み先アドレスに書き込まれる。また、１サンプル時間ごとに、ＲＡＭ３０５の読み出しアドレスカウンタが示す読み出し元アドレスからデータが読み出され、データバスを介して、出力データレジスタ３０７に保持される。書き込みアドレスカウンタ、読み出しアドレスカウンタは、それぞれ１サンプル時間ごとにインクリメントされていく。また、カウンタ値は、遅延回路の遅延時間に相当するアドレス分だけ一定のオフセットをもって変化する。この結果、出力データレジスタから出力される遅延回路出力は、遅延回路入力を、所定の遅延時間分だけ遅延させたものとなる。上記各ブロック全体は、コントローラ３０１によって連動制御される。
【００３５】
図７は、上記した遅延回路１０５の動作を説明するための模式図である。図中の長方形枠ひとつひとつがＲＡＭ３０５の１アドレス分のデータ格納領域であり、下の枠ほど、アドレス値が大きい格納領域である。書き込み、読み出し両アドレスは１サンプル時間ごとに図の下方(アドレスが大きくなる方向)に移動していく。また、両アドレスは、遅延回路の遅延時間に相当するアドレス分だけ一定のオフセットをもって変化する。書き込みアドレス位置に遅延回路入力データが格納され、読み出しアドレス位置から遅延回路出力データが読み出される。
【００３６】
図８は、図２に示した安定補償回路内の１次ローパスフィルタ、１次ハイパスフィルタの構成例である。４０１、４０２、４０３は係数器、４０４は、データを１サンプリング時間分だけ遅延させる遅延素子、４０５、４０６は加算器である。同構成は、１次ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタと呼ばれるデジタルフィルタの構成であり、係数Ａ０、Ａ１、Ｂ１の設定により、１次ローパスフィルタや１次ハイパスフィルタの特性を実現できる。
【００３７】
本実施形態によれば、安定補償回路を１次ローパスフィルタ、及び１次ハイパスフィルタにより構成し、安定補償回路の繰り返し周波数における位相を０とすることにより、繰り返し補償回路のピークゲイン周波数が、繰り返し周波数に一致させ、周期的に繰り返される目標値や外乱に対する制御誤差を、効果的に低減することを実現することができる。
【００３８】
次に、図９を用いて、安定補償回路の他の構成例について説明する。図９において、破線で囲んだ部分が安定補償回路１０６であり、他の部分は、図６で示した遅延回路を構成している。図６と同一機能、動作を行う部分は同一番号としてある。本例では、安定補償回路３０８はＦＩＲ（Finite Impulse Response）フィルタと呼ばれるデジタルフィルタを有している。ＦＩＲフィルタ３０８は、図７に示した読み出しアドレスにおけるデータ(遅延回路出力に対応するデータ)のほか、その前後複数のデータを読み出し、各データに所定の係数を乗じて、それらの総和を取ることによりフィルタ出力を得る。
【００３９】
図１０は、上記したＦＩＲフィルタ３０８の動作を説明するための模式図である。遅延回路出力に対応するデータには係数Ｋ０が乗じられ、その前後のデータには係数Ｋ１が乗じられる。前後にｎワード離れたデータには係数Ｋｎが乗じられ、これら乗算後のデータの総和が演算される。ＦＩＲフィルタの周波数特性は図３に示すものとは異なるが、上記のような、前後対称な係数を有するＦＩＲフィルタの位相特性は、全周波数にわたりゼロとなることが知られている。すなわち、この場合でも安定補償回路の、繰り返し周波数にける位相特性はゼロであり、繰り返し補償回路のピークゲイン周波数は、繰り返し周波数に正確に一致する。
【００４０】
安定補償回路をＦＩＲフィルタにより構成することにより、繰り返し周波数とその高調波周波数とで、位相特性をゼロとすることができる。図２に示した安定補償回路では、安定補償回路の位相特性が、繰り返し周波数のみでゼロとなり、その高調波周波数では必ずしもゼロではない。そのため、図４及び５に示すように、繰り返し周波数においてはピークゲイン周波数が正確に一致するものの、その高調波周波数においては、ピークゲイン周波数がわずかにずれたところに存在する。これに対し、安定補償回路をＦＩＲフィルタにより構成した場合、ピークゲイン周波数が、繰り返し周波数とその高調波周波数の両者に対して一致する。この結果、周期的に繰り返される目標値や外乱に繰り返し周波数の高調波成分を含む場合でも、制御誤差を効果的に低減することが可能である。
【００４１】
次に、図１１を用いて、安定補償回路の他の構成例について説明する。図１１において、安定補償回路１０６は、中心周波数＝繰り返し周波数、かつＱ＝４の２次バンドパスフィルタ５０１、及びゲイン０．８の減衰器５０３を直列接続して構成される。図１２に、図１１の安定補償回路の周波数特性(実線：ゲイン、破線：位相)を示す。バンドパスフィルタの位相特性は、一般に、中心周波数においてゼロとなる。したがって、この安定補償回路は、繰り返し周波数において、位相特性がゼロとなっている。
【００４２】
図１３に、この安定補償回路１０６を用いた場合の、繰り返し補償回路１０２全体の入出力間周波数特性(実線：ゲイン、破線：位相)を示す。図１４に、図１３に示す周波数特性のゲイン特性のうち、繰り返し周波数の２倍の周波数までの拡大図を示す。図からわかるように、本構成の繰り返し補償回路では、図２に示した安定補償回路１０６と同様に、ピークゲイン周波数が、繰り返し周波数に正確に一致していることがわかる。このため、本構成の繰り返し補償回路を有するサーボ装置では、図２に示した安定補償回路１０６と同様、繰り返し補償回路のピークゲイン周波数が繰り返し周波数に一致するため、周期的に繰り返される目標値や外乱に対する制御誤差を効果的に低減することが可能である。
【００４３】
図１３もどると、本構成の繰り返し補償回路では、図１に示した繰り返し補償回路と比べ、繰り返し周波数以上の周波数では、急激にピークゲインが減少して行き、これに伴い、位相回りも急激に減少していくことがわかる。この結果、本構成の繰り返し補償回路を有するサーボ装置では、図１に示した繰り返し補償回路と比べ、交差周波数を繰り返し周波数に近づけ、繰り返し周波数の２〜３倍程度の低い値に設定しても、交差周波数付近の位相まわりはゼロに近づき、サーボ系の安定性を確保することができる。
【００４４】
図１５に、図１１に示した安定補償回路の２次バンドパスフィルタの構成例を示す。６０１〜６０５は係数器、６０６〜６０７はデータを１サンプリング時間分遅延させる遅延素子、６０８〜６１０は加算器である。同構成は、２次ＩＩＲフィルタの構成であり、係数Ａ０、Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２の設定により、バンドパスフィルタの特性を実現できる。
【００４５】
本実施形態によれば、安定補償回路を、繰り返し周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタにより構成し、繰り返し周波数以上の周波数で位相回りを減少させことにより、繰り返し補償回路のピークゲイン周波数を繰り返し周波数に一致させ、かつ交差周波数を繰り返し周波数に近づけ、低い値に設定しても、サーボ系の安定性を確保することを実現することができる。
【００４６】
次に、図１６を用いて、安定補償回路の他の構成例について説明する。図１６に示す安定補償回路は、中心周波数＝繰り返し周波数、かつＱ＝４の２次バンドパスフィルタ７０１と  中心周波数＝繰り返し周波数×２、Ｑ＝４の２次バンドパスフィルタ７０２とを加算器７０３で並列接続し、さらにゲイン０．８の減衰器７０４を直列接続して構成される。図１７は、図１６の安定補償回路の周波数特性(実線：ゲイン、破線：位相)である。この安定補償回路は、繰り返し周波数と、その２次高調波周波数において、位相特性がゼロとなっている。
【００４７】
図１８は、この安定補償回路１０６を用いた場合の、繰り返し補償回路１０２全体の入出力間周波数特性(実線：ゲイン、破線：位相)である。図１９に、図１８に示す周波数特性のゲイン特性のうち、繰り返し周波数の２倍の周波数までの拡大図を示す。図からわかるように、本構成の繰り返し補償回路では、ピークゲイン周波数が、繰り返し周波数とその２次高調波周波数に正確に一致していることがわかる。このため、本構成の安定補償回路を有するサーボ装置では、図２に示す安定補償回路と同様に、周期的に繰り返される目標値や外乱に繰り返し周波数の高調波成分を含む場合でも、制御誤差を効果的に低減することが可能である。
【００４８】
また、図１８において、本構成の繰り返し補償回路では、繰り返し周波数の２次高調波以上の周波数では、急激にピークゲインが減少して行き、これに伴い、位相回りも急激に減少していくことがわかる。この結果、本発明の繰り返し補償回路を有するサーボ装置では、交差周波数を繰り返し周波数に近づけ、繰り返し周波数の３〜４倍程度の低い値に設定しても、交差周波数付近の位相まわりはゼロに近づき、サーボ系の安定性を確保することができる。
【００４９】
本実施形態によれば、安定補償回路を、繰り返し周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタと、その高調波周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタとの並列接続して構成し、ピークゲイン周波数を繰り返し周波数とその高調波周波数の両者に対して一致させることにより、繰り返し周波数以上の周波数では、位相回りが急激に減少していく交差周波数を繰り返し周波数に近づけ、低い値に設定しても、サーボ系の安定性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本実施形態に係るサーボ制御装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】安定補償回路の構成を示すブロック図である。
【図３】安定補償回路内の１次ローパスフィルタと１次ハイパスフィルタの総合周波数特性である。
【図４】繰り返し補償回路全体の入出力間周波数特性である。
【図５】繰り返し周波数の２倍の周波数までの拡大図である。
【図６】遅延回路の構成を示すブロック図である。
【図７】遅延回路の動作を説明するための模式図である。
【図８】安定補償回路内の１次ローパスフィルタ、１次ハイパスフィルタの構成例である。
【図９】遅延回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】遅延回路の動作を説明するための模式図である。
【図１１】安定補償回路の構成を示すブロック図である。
【図１２】安定補償回路の周波数特性を示す図である。
【図１３】繰り返し補償回路全体の入出力間周波数特性を示す図である。
【図１４】繰り返し周波数の２倍の周波数までの拡大図を示す図である。
【図１５】安定補償回路内の構成を示すブロック図である。
【図１６】安定補償回路内の２次バンドパスフィルタの構成例を示す。
【図１７】安定補償回路の周波数特性を示す図である。
【図１８】繰り返し補償回路全体の入出力間周波数特性である。
【図１９】繰り返し周波数の２倍の周波数までの拡大図である。
【図２０】従来の安定補償回路の周波数特性を示す図である。
【図２１】従来の繰り返し補償回路全体の入出力間周波数特性である。
【図２２】繰り返し周波数の２倍の周波数までの拡大図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０１    減算回路
１０２    繰り返し補償回路
１０３    補償回路
１０４    制御対象
１０５    遅延回路
１０６    安定補償回路
１０７    加算回路
２０１    １次ローパスフィルタ
２０２    １次ハイパスフィルタ
２０３    減算器
【図１】
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【図２】
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【図３】
2007233732.tif 000006
【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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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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