(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
システムのコントローラであって、前記コントローラは、
１つ以上のセンサと通信する１つ以上のプロセッサを備え、前記１つ以上のプロセッサは、
前記システムを第１の状態から第２の状態に移動させる命令を受信し、
前記システムの現在の状態を前記１つ以上のセンサから取得し、
駆動を適用して、前記システムを前記第１の状態から前記第２の状態に移行させ、
前記システムが前記第２の状態になるまでループを実行することにより、リアルタイムに検出される外乱量に応じて、前記駆動を継続的に調整するように構成され、前記ループは、
前記システムの前記取得した現在の状態、および前記適用された駆動に基づいて、所与のインスタンスにおける前記システムの予測される状態を判断することであって、前記予測される状態は、前記第１の状態と前記第２の状態との間で生じることが予測される中間の状態を含むことと、
前記所与のインスタンスにおける前記システムの前記現在の状態を前記１つ以上のセンサを使用して取得することと、
外乱量を前記所与のインスタンスにおいて前記予測される状態と前記所与のインスタンスにおける前記システムの実際の状態との差に基づいて決定することと、
前記駆動の調整を、前記外乱量に基づいて決定することと、
前記調整された駆動を前記システムに適用することと、を含む、コントローラ。
【請求項２】
前記システムは、ポインティングハードウェアを含む通信システムである、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項３】
前記第１の状態は、前記ポインティングハードウェアの第１の位置であり、前記第２の状態は、前記第１の位置とは異なる前記ポインティングハードウェアの第２の位置である、請求項２に記載のコントローラ。
【請求項４】
前記システムは、温度調整器を含む通信システムである、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項５】
前記第１の状態は、前記通信システムの第１の温度であり、前記第２の状態は、前記第１の温度とは異なる前記通信システムの第２の温度である、請求項４に記載のコントローラ。
【請求項６】
前記１つ以上のプロセッサは、前記システムのモデルに基づいて、前記予測される状態を決定するように構成され、前記モデルは、前記システムの前記現在の状態、既知のシステムパラメータ、および特定の状態下でのシステムパラメータの既知の変化に基づいている、請求項１に記載のコントローラ。
【請求項７】
前記モデルは、環境状態にさらに基づいている、請求項６に記載のコントローラ。
【請求項８】
システムであって、
通信システムの状態を検出するように構成される１つ以上のセンサと通信する１つ以上のプロセッサを備え、前記１つ以上のプロセッサは、
前記通信システムを第１の状態から第２の状態に移動させる命令を受信し、
前記システムの現在の状態を前記１つ以上のセンサから取得し、
駆動を適用して、前記通信システムを前記第１の状態から前記第２の状態に移行させ、
ループを前記システムが前記第２の状態になるまで実行することにより、リアルタイムに検出される外乱量に応じて、前記駆動を継続的に調整するように構成され、前記ループは、
前記システムの前記取得した現在の状態、および前記適用された駆動に基づいて、所与のインスタンスにおける前記システムの予測される状態を判断することであって、前記予測される状態は、前記第１の状態と前記第２の状態との間で生じることが予測される中間の状態を含むことと、
前記所与のインスタンスにおける前記システムの前記現在の状態を前記１つ以上のセンサを使用して取得することと、
前記所与のインスタンスにおいて前記予測される状態と前記所与のインスタンスにおける前記システムの実際の状態との差に基づいて、外乱量を決定することと、
前記駆動の調整を、前記外乱量に基づいて決定することと、
前記調整された駆動を前記通信システムに適用することと、を含む、システム。
【請求項９】
前記通信システムをさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１０】
前記１つ以上のセンサをさらに備える、請求項８に記載のシステム。
【請求項１１】
前記１つ以上のセンサは、前記通信システムの現在温度を測定するように構成される温度計を含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
温度調整器をさらに備え、前記第１の状態は、前記通信システムの第１の温度であり、前記第２の状態は、前記第１の温度とは異なる前記通信システムの第２の温度である、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記１つ以上のセンサは慣性測定ユニットを含む、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１４】
ポインティングハードウェアをさらに備え、前記第１の状態は、前記ポインティングハードウェアの第１の位置であり、前記第２の状態は、前記第１の位置とは異なる前記ポインティングハードウェアの第２の位置である、請求項８に記載のシステム。
【請求項１５】
前記１つ以上のプロセッサは、
前記通信システムの前記現在の状態、前記通信システムの既知のシステムパラメータ、および特定の状態下でのシステムパラメータの既知の変化に基づいて、前記通信システムのモデルを生成し、
前記通信システムの前記モデルに基づいて、前記予測される状態を判断するように構成される、請求項８に記載のシステム。
【請求項１６】
前記通信システムの前記モデルは、環境状態にさらに基づいて生成される、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
方法であって、
１つ以上のプロセッサにより、システムを第１の状態から第２の状態に移動させる命令を受信することと、
前記１つ以上のプロセッサにより、前記システムの現在の状態を１つ以上のセンサから取得することと、
前記１つ以上のプロセッサにより、駆動を適用して前記システムを前記第１の状態から前記第２の状態に移行させることと、
ループを前記システムが前記第２の状態になるまで実行することにより、リアルタイムに検出される外乱量に応じて、前記１つ以上のプロセッサにより、前記駆動を継続的に調整することと、を含み、前記ループは、
前記システムの前記取得した現在の状態、および前記適用された駆動に基づいて、所与のインスタンスにおける前記システムの予測される状態を判断することであって、前記予測される状態は、前記第１の状態と前記第２の状態との間で生じることが予測される中間の状態を含むことと、
前記所与のインスタンスにおける前記システムの前記現在の状態を前記１つ以上のセンサを使用して取得することと、
前記所与のインスタンスにおいて前記予測される状態と前記所与のインスタンスにおける前記システムの実際の状態との差に基づいて、外乱量を決定することと、
前記駆動の調整を、前記外乱量に基づいて決定することと、
前記調整された駆動を前記システムに適用することと、を含む、方法。
【請求項１８】
前記システムは、ポインティングハードウェアを含む通信システムであり、前記第１の状態は、前記ポインティングハードウェアの第１の位置であり、前記第２の状態は、前記第１の位置とは異なる前記ポインティングハードウェアの第２の位置である、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記システムは、温度調整器を含む通信システムであり、
前記第１の状態は、前記通信システムの第１の温度であり、前記第２の状態は、前記第１の温度とは異なる前記通信システムの第２の温度である、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記システムの前記現在の状態、既知のシステムパラメータ、および特定の状態下でのシステムパラメータの既知の変化に基づいて、前記システムのモデルを生成することをさらに含み、前記予測される状態を判断することは、前記システムのモデルにさらに基づいている、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年７月１２日に出願された米国特許出願第１５／６４７，７８１号の継続出願であり、この米国特許出願の開示は参照により本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
システムは、時間の経過とともに異なる動作をする可能性のある物理的に変化する機構を有する可能性がある。例えば、システムは、大きい温度範囲で循環し、大きく変化するプラント（機構）特性の影響を受ける可能性がある。機構は、使用に伴って摩耗する可能性があり、これにより、例えば摩擦特性および粘度特性が変化する可能性がある。機構は、性能を従来の制御技術を使用して低下させる構成要素を有している可能性もある。これらの状況では、ユーザが、システムの変動を補正して信頼性の高い操作を行うのは困難である可能性がある。
【発明の概要】
【０００３】
本開示の態様は、システムのコントローラを提供する。コントローラは、１つ以上のセンサと通信する１つ以上のプロセッサを含む。１つ以上のプロセッサは、システムを第１の状態から第２の状態に移動させる命令を受信し、システムの現在の状態を１つ以上のセンサから取得するように構成される。１つ以上のプロセッサは、駆動を適用して、システムを第１の状態から第２の状態に移行させ、システムが第２の状態になるまでループを実行することにより、リアルタイムに検出される外乱量に応じて、駆動を継続的に調整するようにさらに構成される。１つ以上のプロセッサにより実行されるループは、（ｉ）システムの取得した現在の状態、および適用された駆動に基づいて、所与のインスタンスにおけるシステムの予測される状態を判断することと、（ｉｉ）所与のインスタンスにおけるシステムの現在の状態を１つ以上のセンサを使用して取得することと、（ｉｉｉ）外乱量を、所与のインスタンスにおいて予測される状態と所与のインスタンスにおけるシステムの実際の状態との差に基づいて決定することと、（ｉｖ）駆動の調整を外乱量に基づいて決定することと、（ｖ）調整された駆動をシステムに適用することと、を含む。
【０００４】
１つの実施形態では、システムは、ポインティングハードウェアを含む通信システムである。また、この実施形態では、第１の状態は、ポインティングハードウェアの第１の位置であり、第２の状態は、第１の位置とは異なるポインティングハードウェアの第２の位置である。代替的に、システムは、温度調整器を含む通信システムである。この代替実施形態では、第１の状態は、通信システムの第１の温度であり、第２の状態は、第１の温度とは異なる通信システムの第２の温度である。
【０００５】
１つ以上のプロセッサは、任意選択的に、システムのモデルに基づいて、予測される状態を判断するようにさらに構成される。モデルは、システムの現在の状態、既知のシステムパラメータ、および特定の状態下でのシステムパラメータの既知の変化に基づいて決定される。この実施形態では、モデルは、環境状態に基づいてさらに決定される。
【０００６】
本開示の他の態様は、システムを提供する。システムは、１つ以上のセンサと通信する１つ以上のプロセッサを含む。システムの１つ以上のセンサは、通信システムの状態を検出するように構成される。加えて、１つ以上のプロセッサは、通信システムを第１の状態から第２の状態に移動させる命令を受信し、システムの現在の状態を１つ以上のセンサから取得するように構成される。１つ以上のプロセッサは、駆動を適用して、通信システムを第１の状態から第２の状態に移行させ、ループをシステムが第２の状態になるまで実行することにより、リアルタイムに検出される外乱量に応じて、駆動を継続的に調整するようにさらに構成される。ループは、（ｉ）システムの取得した現在の状態、および適用された駆動に基づいて、所与のインスタンスにおけるシステムの予測される状態を判断することと、（ｉｉ）所与のインスタンスにおけるシステムの現在の状態を１つ以上のセンサを使用して取得することと、（ｉｉｉ）所与のインスタンスにおいて予測される状態と所与のインスタンスにおけるシステムの実際の状態との差に基づいて、外乱量を決定することと、（ｉｖ）駆動の調整を、外乱量に基づいて決定することと、（ｖ）調整された駆動を通信システムに適用することと、を含む。
【０００７】
１つの実施形態では、システムは、通信システムをさらに含む。別の実施形態では、システムは、１つ以上のセンサを含む。１つ以上のセンサは、任意選択的に、通信システムの現在温度を測定するように構成される温度計を含む。この実施形態では、システムは、温度調整器をさらに含み、第１の状態は、通信システムの第１の温度であり、第２の状態は、第１の温度とは異なる通信システムの第２の温度である。代替的に、システムの１つ以上のセンサは、慣性測定ユニットを含む。
【０００８】
システムは、さらに、または代替的に、ポインティングハードウェアを含む。この実施形態では、第１の状態は、ポインティングハードウェアの第１の位置であり、第２の状態は、第１の位置とは異なるポインティングハードウェアの第２の位置である。さらなる実施形態では、１つ以上のプロセッサは、通信システムの現在の状態、通信システムの既知のシステムパラメータ、および特定の状態下でのシステムパラメータの既知の変化に基づいて、通信システムのモデルを生成し、通信システムのモデルに基づいて、予測される状態を判断するように構成される。この実施形態では、通信システムのモデルは、任意選択的に、環境状態に基づいてさらに生成される。
【０００９】
本開示のさらなる態様は、方法を提供する。方法は、１つ以上のプロセッサにより、システムを第１の状態から第２の状態に移動させる命令を受信することと、１つ以上のプロセッサにより、システムの現在の状態を１つ以上のセンサから取得することと、１つ以上のプロセッサにより、駆動を適用してシステムを第１の状態から第２の状態に移行させることと、ループをシステムが第２の状態になるまで実行することにより、リアルタイムに検出される外乱量に応じて、１つ以上のプロセッサにより、駆動を継続的に調整することと、を含む。ループは、（ｉ）システムの取得した現在の状態、および適用された駆動に基づいて、所与のインスタンスにおけるシステムの予測される状態を判断することと、（ｉｉ）所与のインスタンスにおけるシステムの現在の状態を１つ以上のセンサを使用して取得することと、（ｉｉｉ）所与のインスタンスにおいて予測される状態と所与のインスタンスにおけるシステムの実際の状態との差に基づいて、外乱量を決定することと、（ｉｖ）駆動の調整を、外乱量に基づいて決定することと、（ｖ）調整された駆動を通信システムに適用することと、を含む。
【００１０】
１つの実施形態では、システムは、ポインティングハードウェアを含む通信システムである。第１の状態は、ポインティングハードウェアの第１の位置であり、第２の状態は、第１の位置とは異なるポインティングハードウェアの第２の位置である。代替実施形態では、システムは、温度調整器を含む通信システムである。第１の状態は、通信システムの第１の温度であり、第２の状態は、第１の温度とは異なる通信システムの第２の温度である。さらに、または代替的に、方法は、システムの現在の状態、既知のシステムパラメータ、および特定の状態下でのシステムパラメータの既知の変化に基づいて、システムのモデルを生成することをさらに含む。予測される状態を判断することは、この実施形態では、システムのモデルに基づいてさらに行われる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本開示の態様による全体システム１００の機能図である。
【図２】本開示の態様による通信システム１５０の機能図である。
【図３】本開示の態様による方法のフロー図３００である。
【図４】本開示の態様によるシステムの変位のグラフ４００である。
【図５】本開示の態様によるシステムの変位の別のグラフ５００である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
概要
本技術は、システムの物理的な変動を能動的に補正しながらシステムを移動させるように構成されるシステムコントローラに関するものである。システムコントローラは、システムを第１の状態から第２の状態に移行させるように構成することができる。システムの物理的変動は、例えば温度変動、物理的変形、または構成要素の通常の寿命による摩耗および断裂による回転軸の粘性の変化または摩擦力の変化を含むことができる。
【００１３】
システムコントローラは、システムに駆動を適用して、駆動が適用されているときのシステムの実際の状態をシステムの予測される状態と比較することにより、システムを第１の状態から第２の状態に移行させるように構成することができる。駆動は、実際の状態と予測される状態との差に応じて、リアルタイムに調整することができる。検出されるシステム状態および／または環境状態を使用して、システムの予測される状態を判断することができる。このようにして、システムコントローラは、検出される変動および不確実性をほぼリアルタイムに制御することができる。駆動は、システムが第２の状態に達するまで継続的に更新することができる。このようにして、システムは、第１の状態から第２の状態に円滑かつ正確に移行することができる。
【００１４】
例示的なシステム
図１は、システムコントローラ１１０、システム１５０、および１つ以上のセンサ１６０を含むシステム１００の全体を示している。システムコントローラ１１０は、１つ以上のプロセッサ１２０と、メモリ１３０と、通信システム１４０と、を有するコンピュータとすることができる。例えば、システムコントローラ１１０は、負荷平衡化サーバファーム、分散システムなどとして動作するサーバコンピュータを含むことができる。さらには、以下に説明するいくつかの機能は、シングルプロセッサを有するシングルコンピュータで行われるものとして示されているが、本明細書において説明される主題の様々な態様は、例えば情報を有線ネットワークおよび／または無線ネットワークを介して伝達する複数のコンピュータにより実現することができる。さらに、システムコントローラは、システム１５０、１つ以上のセンサ１６０、および慣性測定ユニット１７０と通信することができる。
【００１５】
１つ以上のプロセッサ１２０は、市販のＣＰＵのような任意の従来のプロセッサとすることができる。代替的に、１つ以上のプロセッサは、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）のような専用デバイス、またはフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）のような他のハードウェアベースのプロセッサとすることができる。図１は、１つ以上のプロセッサ１２０およびメモリ１３０を同じブロック内にあるものとして機能的に示しているが、１つ以上のプロセッサ１２０およびメモリ１３０は、実際には、同じ物理的なハウジング内に格納されても、格納されていなくてもよい複数のプロセッサおよびメモリを含むことができる。したがって、プロセッサまたはコンピュータに対する言及は、並列に動作しても、動作しなくてもよいプロセッサまたはコンピュータもしくはメモリの集合体に対する言及を含むとことを理解できるであろう。
【００１６】
メモリ１３０は、１つ以上のプロセッサ１２０によりアクセス可能な情報を格納し、情報は、１つ以上のプロセッサ１２０により実行することができるデータ１３２および命令１３４を含む。メモリは、プロセッサによりアクセス可能な情報を格納することができる任意のタイプとすることができ、ハードドライブ、メモリカード、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＤＶＤまたは他の光ディスクならびに他の書き込み可能なリードオンリメモリのようなコンピュータ可読媒体を含む。システムおよび方法は、上に挙げたものの異なる組み合わせを含むことができることにより、命令およびデータの異なる部分が異なるタイプの媒体に格納される。
【００１７】
データ１３２は、１つ以上のプロセッサ１２０により、命令１３４に従って取り出すことができる、格納することができる、または変更することができる。例えば、システムおよび方法は、いずれの特定のデータ構造によっても制限されないが、データ１３２はコンピュータレジスタに、リレーショナルデータベースに、複数の異なるフィールドおよびレコード、ＸＭＬドキュメントまたはフラットファイルを有するテーブルとして格納され得る。データ１３２は、これらに限定されないが、バイナリ値またはユニコードのような任意のコンピュータ可読形式でフォーマット化されてもよい。単なる追加の例として、画像データは、圧縮される、または圧縮されない、可逆の（例えば、ＢＭＰ）、もしくは不可逆の（例えば、ＪＰＥＧ）、およびビットマップまたはベクトルベース（例えば、ＳＶＧ）の形式に従って格納されるのみならず、グラフィックスを描画するコンピュータ命令に従って格納される画素のグリッドにより構成されるビットマップとして格納され得る。データ１３２は、数字、説明文、独自のコード、同じメモリまたは異なるメモリの他のエリアに格納されているデータへの参照（他のネットワークロケーションを含む）、または関連データを計算する関数により使用される情報のような関連情報を特定するために十分な任意の情報を含むことができる。
【００１８】
命令１３４は、１つ以上のプロセッサ１２０により直接実行される（マシンコードのような）または間接的に実行される（スクリプトのような）任意の命令セットとすることができる。例えば、命令１３４は、コンピュータコードとしてコンピュータ可読媒体上に格納することができる。この点に関して、「ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ（命令）」および「ｐｒｏｇｒａｍ（プログラム）」という用語は、本明細書では同義的に使用することができる。命令１３４は、１つ以上のプロセッサ１２０が直接処理するオブジェクトコード形式で格納され得る、または要求に応じて解釈されるか、または事前にコンパイルされるスクリプトを含むか、または独立ソースコードモジュールの集合を含む任意の他のコンピュータ言語で格納され得る。命令１３４の機能、方法、およびルーチンは、より詳細に以下に説明される。
【００１９】
通信システム１４０は、システム１５０、１つ以上のセンサ１６０、および慣性測定ユニット１７０と通信するように構成することができる。通信システム１４０は、情報を受信するように構成される受信機だけでなく、信号をシステム１５０に１つ以上のリンクで送信するように構成される送信機を含むことができる。１つ以上のリンクは、光ファイバ、無線周波数、光周波数、ケーブル、または他の通信手段により形成することができる。通信システム１４０は、信号を１つ以上のセンサ１６０および慣性測定ユニット１７０に、信号をシステム１５０に送信するために使用される同じ、または異なる送信機を使用して送信するように構成することもできる。システムコントローラ１１０は、システムから遠く離れているものとして、図１に図示されているが、いくつかの実装形態では、システムコントローラ１１０はシステム１５０の一部とすることができる。
【００２０】
いくつかの実施形態では、システム１５０は、例えばロケーションを変えることによる、方向を変えることによる、または温度を変えることによるように、物理的に変わることができる図２に示す通信システム１５０とすることができる。通信システム１５０は、１つ以上のプロセッサ２１０と、メモリ２２０と、１つ以上のトランシーバ２３０と、ポインティングハードウェア２４０と、温度調整器２５０と、を含むことができる。１つ以上のプロセッサ２１０は、上に説明した１つ以上のプロセッサ１２０と同様の任意の周知のプロセッサまたは専用コントローラとすることができる。メモリ２２０は、１つ以上のプロセッサ２１０によりアクセス可能な情報を格納することができ、情報は、プロセッサ２１０により実行することができるデータ２２２および命令２２４を含む。メモリ２２０、データ２２２、および命令２２４は、上に説明したメモリ１３０、データ１３２、および命令１３４と同様に構成することができる。
【００２１】
１つ以上のトランシーバ２３０は、１つ以上の他の通信システムと通信するように構成することができる。１つ以上のトランシーバ２３０は、無線周波数および／または光周波数をケーブル、ファイバ、または自由空間を介して送信および受信するように構成することができる。通信システム１５０を含む複数の通信システムは、通信ネットワークを形成することができる。ポインティングハードウェア２４０は、１つ以上のトランシーバ２３０の方向を調整するように構成されるジンバルを含むことができる。ポインティングハードウェア２４０は、例えば、ヨーおよびピッチのような少なくとも２自由度で移動するように構成することができる。１つ以上のトランシーバ２３０の方向の調整は、取得リンクおよび接続リンクを通信システム１５０と別の通信システムとの間で確立させるために行うことができる。温度調整器２５０は、システムの温度を調整するように構成することができる。いくつかの実施形態では、温度調整器２５０は、システムの１つ以上の構成要素を加温するように構成されるヒータを含むことができる。
【００２２】
図１に戻ると、１つ以上のセンサ１６０または推定器は、システム１５０の状態を監視し、当該システムの状態をシステムコントローラ１１０に送信するように構成することができる。１つ以上のセンサは、エンコーダ、加速度計、またはジャイロスコープを含むことができ、システムロケーション、姿勢、角度、速度、トルクだけでなく他の力のうち１つ以上を測定するように構成される１つ以上のセンサを含むことができる。いくつかの実施形態では、１つ以上のセンサ１６０は、慣性測定ユニット１７０を含むことができる。加えて、１つ以上のセンサ１６０は、例えば温度、風、放射、降水量、湿度などのような１つ以上の環境状態を測定するように構成される１つ以上のセンサを含むことができる。この点に関して、１つ以上のセンサは、温度計、気圧計、湿度計などを含むことができる。１つ以上のセンサ１６０は、図１にシステム１５０とは別体であってシステム１５０から遠く離れているものとして図示されているが、いくつかの実装形態では、１つ以上のセンサ１６０のいくつか、または全部が、システム１５０の一部とすることができるか、または一部ではなく、システム１５０に組み込まれるようにすることができる。
【００２３】
例示的な方法
図３は、システムコントローラ１１０の１つ以上のプロセッサ１２０により実行することができる本明細書におけるいくつかの態様によるフロー図３００を示している。図３は、ブロックを特定の順序で示しているが、順序は変えることができ、複数の操作を同時に行うことができる。また、操作は、追加または省略してもよい。
【００２４】
ブロック３０２では、１つ以上のプロセッサ１２０は、システム１５０を第１の（または現在）状態から第２の状態に移行させる命令を受信することができる。命令は、システム１５０または中央制御システムから受信することができる。いくつかの実施形態では、移行は、２つの位置または２つの方向の間で行われ得る。例えば、通信システム１５０の場合、命令は、ポインティングハードウェア２４０を第１の位置から第２の位置に移動させることであるとすることができる。第１の位置は、ポインティングハードウェア２４０の現在位置とすることができ、第２の位置は、第１の位置から１ラジアン離れた位置とすることができる。
【００２５】
他の実施形態では、移行は、現在温度と目標温度との間で行われ得る。例えば、通信システム１５０の場合、命令は、システム１５０を、温度調整器２５０を使用して現在温度から目標温度にまで加温する（またはシステムの温度を上昇させる）ことであり得る。一例として、目標温度は、システム１５０の現在温度よりも華氏１度高くすることができる。さらなる実施形態では、これは、例えば圧力、気流、光強度、角度、速度、または加速度のような変化していると判明するシステムの他の状態に一般化されるようにしてもよい。
【００２６】
ブロック３０４では、１つ以上のプロセッサ１２０は、駆動をシステム１５０に適用して、システム１５０を第２の状態に向けて移動させることができる。例えば、適用された駆動により、ポインティングハードウェア２４０を第２の位置に向かって移動させることができるか、または温度調節器２５０を制御してシステム１５０を加熱してより高い目標温度に達するようにすることができる。
【００２７】
ブロック３０６では、駆動がシステムに加わると、１つ以上のプロセッサ１２０は、システムの現在の状態、システムのモデル、および加わる駆動に基づいて、所与の時点のシステム１５０の予測される状態を判断することができる。システム１５０の現在の状態は、１つ以上のセンサ１６０からシステムコントローラ１１０のセンサ補正レイヤで受信される１つ以上のシステムパラメータの測定値に基づいて判断することができる。システムのモデルは、システムの現在の状態、既知のシステムパラメータ、および特定の状態下でのシステムパラメータの既知の変化に基づくことができる。システムのモデルはまた、１つ以上のセンサ１６０から供給される環境状態に基づき得る。１つ以上のシステムパラメータが、状態が変化するときに変わることが判明する場合、モデルは、状態のあらゆる検出された変化に基づいて調整することができる。例えば、温度がポインティングハードウェア２４０の軸受けの摩擦に予測可能な方法で影響を与えることが判明し得る、例えば温度がより低くなると摩擦が増加することが判明し得る。別の例では、時間の経過とともに、軸受けの摩擦は、摩耗による増加および減少の予測可能なパターンをもつことが判明し得る。
【００２８】
例であるポインティングハードウェア２４０に戻ると、所与の時点において予測される位置は、第１の位置から０．５ラジアンの位置、または第１の位置と第２の位置との間の中間の位置とすることができる。温度調整器２５０の場合、所与の時点において予測される温度は、華氏１度の半分の温度、または現在温度と目標温度との間の中間の温度とすることができる。
【００２９】
ブロック３０８では、１つ以上のプロセッサ１２０は、システムの実際の状態をセンサから所与の時点で検出することができる。ポインティングハードウェア２４０の場合、所与の時点における実際の位置は、第１の位置から０．２５ラジアンの位置、または予測位置の０．５ラジアンから０．２５ラジアン不足する位置とすることができる。温度調整器２５０の場合、所与の時点における実際の温度は、華氏０．７５度高い温度、または予測温度華氏０．５度よりも０．２５度高い温度とすることができる。理想的なシステムでは、システムの実際の状態は予測される状態に一致することになる。原因不明の外乱がシステムまたは環境に存在する場合、システムの実際の状態は予測される状態に一致しないことになる。
【００３０】
ブロック３１０では、１つ以上のプロセッサ１２０は、外乱値または外乱量をシステムについて予測される状態と検出される実際の状態との差に基づいて決定することができる。外乱量は、システムについて予測される状態と検出される実際の状態との差、差を使用して計算される百分率割合、差を使用した比、または差を変数として使用した他の値とすることができる。外乱量は、差がより大きくなるとより大きくなることができ、差がより小さくなるとより小さくなることができる。ブロック３０８において説明したように、ポインティングハードウェア２４０の予測位置と実際の位置の差は−０．２５ラジアンであり、システムの予測温度と実際の温度の差は華氏＋０．２５度である。外乱量は、それぞれ−０．２５および＋０．２５とすることができる。
【００３１】
ブロック３１２では、１つ以上のプロセッサ１２０は、駆動の調整を外乱量に基づいて決定することができる。実際の状態が予測される状態に達していない場合、駆動を増加させて不具合を補正することができる。例えば、所与の時点におけるポインティングハードウェア２４０の実際の位置は、予測される０．５ラジアンから０．２５ラジアン不足するので、ポインティングハードウェアを移動させる駆動を増加させることができる。実際の状態が予測される状態を超える場合、駆動を減少させて突き出しを補正することができる。例えば、システム１５０の実際の温度は、所与の時点において予測される温度を華氏０．２５度上回っているので、温度調整器２５０の駆動を減少させて、システム１５０の加温を減速させることができる。また、駆動の調整は、例えばポインティングハードウェアが、意図した１ラジアンの位置変化量を超えて突き出た場合の逆駆動のような方向の変化とすることもできる。
【００３２】
いくつかの例では、駆動の調整により、駆動がゼロになる可能性がある。例えば、システムが第２の状態に移行しているのが速すぎる、ならびに駆動を取り除くことが望ましい速度への移行を減速させ得ると判断される場合、駆動を調整してゼロにすることができる。いくつかのシステムでは、システムが第２の状態になっていると判断される場合、駆動を調整してゼロにすることができる。
【００３３】
また、駆動の調整がゼロであると決定することにより、調整された駆動を現在適用されている駆動と同じにすることも可能である。システムについて予測される状態がシステムの実際の状態に一致し、したがって差がない（すなわち、ゼロである）場合、調整をしないと判断することもできる。
【００３４】
ブロック３１４では、１つ以上のプロセッサ１２０は、調整された駆動をシステムに適用することができる。いくつかの実施形態では、ポインティングハードウェア２４０および温度調整器２５０のような１つよりも多くの機構に関する駆動を同時に適用することができ、他の制御方法により計算および調整することができる。これらの実施形態では、システムの全駆動は、外乱量に基づいて調整することができる。
【００３５】
調整された駆動を適用した後、ブロック３０６〜３１４を繰り返すことができる。ブロック３１４において適用される調整された駆動は、ステップ３０６の新たな入力として使用することができ、新たな調整された駆動は、ブロック３１４において決定することができる。ブロック３０６〜３１４は、システムを第２の状態とは異なる第３の状態に移行させる命令が受信されるまで、繰り返すことができる。いくつかの代替実装形態では、１つ以上のプロセッサは、システムが第２の状態に達した時点を判断することができ、ブロック３０６〜３１４を繰り返すプロセスを終了させることができる。
【００３６】
図４および図５に示すように、ポインティングハードウェアを変位させる、例えば上に説明したように、ポインティングハードウェア２４０をシステムコントローラ１１０により制御することにより、１つの位置から次の位置に円滑に移ることができる。図４では、凡例に挙げられた最初の３つの線は、システムコントローラ１１０により制御されているポインティングハードウェアが第１の位置から−小、中、および大の３つの異なる粘度で０．０００１ラジアン離れた位置に変位する速度を示している。大きい粘度は、小さい粘度の２５倍大きい粘度である。凡例に挙げられている最後の３つの線は、標準の比例−積分−微分（ＰＩＤ）コントローラにより制御されているポインティングハードウェアが第１の位置から３つの異なる粘度で０．０００１ラジアン離れた位置に変位することを示している。図４に示すように、最初の３つの線は、０．０００１ラジアン離れた位置で破線よりも速く定常状態に達する。
【００３７】
図５では、上に説明したように、システムコントローラ１１０により制御されているポインティングハードウェアの変位が経時的にさらに示されている。図５は、第１の位置から０．０００１ラジアンの位置まで６つの異なる温度で変位する場合のグラフを示しており、システムコントローラ１１０は、変位前にシステムを較正していないか、または特徴付けしていない。図示のように、ポインティングハードウェアの変位は、摂氏−６５度〜摂氏２２度までの温度範囲でほぼ同じ速度で生じる。したがって、システムコントローラ１１０により制御されるシステムは、温度の広い範囲を補正することができる。
【００３８】
システムモデルは、変化している状態に基づいて更新することができるので、上に説明した機能により、システムをより広い様々な状態および環境で、個々のシステムを特徴付ける必要なく、性能を様々な状態にわたって向上させながら動作させることができる。より広い様々な状態に適合するシステムの能力により、手動による調整および／または変更の必要が少なくなり、これにより、正しくない調整または変更によるエラーの可能性を低減することができ、ユーザはシステムを、自信をもって制御することができる。システムを動作させるためにより低い駆動を行うことで済み、これにより、ユーザが好む可能性があるシステムの寿命をより長くすることができる。また、システムの変化がより円滑になることにより、より高速になる可能性もある。このようなことから、ユーザは、システムを使用して、より良好な体験をすることができる。
【００３９】
特に明記しない限り、これまでの代替例は、相互に排他的ではなく、様々な組み合わせで実現して優れた利点を実現することができる。上に説明した特徴のこれらの変形および他の変形ならびに組み合わせは、特許請求の範囲により定義される主題から逸脱することなく利用することができるので、実施形態に関するこれまでの説明は、特許請求の範囲により定義される主題の限定としてではなく、例示として捉えられるべきである。加えて、本明細書において説明されて提供される例だけでなく、「ｓｕｃｈ  ａｓ（のような）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」などの語句で表現される条項は、特許請求の範囲の主題を特定の例に限定するものとして解釈されるべきではなく、例は、多くの可能な実施形態のうちの１つの実施形態のみを例示しているものとする。さらに、異なる図面の同じ参照番号は、同じ構成要素または同様の構成要素を指すことができる。
【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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