(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御対象に対する位置指令を形成する位置指令出力手段、
前記制御対象の実位置を検出する位置検出手段、
前記制御対象の実速度を検出する速度検出手段、
位置比例係数と位置積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記位置指令と前記実位置との差分である位置偏差から位置制御量を形成する位置制御手段、
前記位置制御量と前記位置指令とのうち少なくとも一つに基づき速度指令を形成する速度指令作成手段、
速度比例係数と速度積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記速度指令と前記実速度との差分から速度制御量を形成する速度制御手段、
少なくとも前記速度制御量に基づき前記制御対象の位置を制御するための電流量を制御する電流制御手段、
前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つを変更する係数調整手段、
を具備することを特徴とするサーボモータの制御装置。
【請求項２】
前記係数調整手段が、前記位置指令の出力開始時点近傍から出力完了時点近傍までの移動期間に、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つを切り替える係数切り替え手段を有し、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記移動期間の前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項１記載のサーボモータの制御装置。
【請求項３】
速度フィードフォワードをさらに具備し、前記係数調整手段が、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記速度フィードフォワードの入力量を決定する速度フィードフォワードゲインを変更することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のサーボモータの制御装置。
【請求項４】
前記係数調整手段が、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記位置指令の出力完了時点近傍から、位置決め過程の完了する時点近傍もしくは次に前記位置指令が発生する時点近傍までの期間における、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数のうち少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項１記載のサーボモータの制御装置。
【請求項５】
前記係数調整手段が、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係とのうち少なくとも一つに基づき、前記位置指令の出力完了時点近傍から、位置決め過程の完了する時点近傍もしくは次に前記位置指令が発生する時点近傍までの期間における、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数のうち少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項１記載のサーボモータの制御装置。
【請求項６】
前記係数調整手段が、前記位置指令の出力時間と、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係とのうち少なくとも一つに基づき、前記位置指令の出力完了時点近傍から、位置決め過程の完了する時点近傍もしくは次に前記位置指令が発生する時点近傍までの期間における、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数のうち少なくとも一つを変更することを特徴とする請求項１記載のサーボモータの制御装置。
【請求項７】
前記係数調整手段が、前記位置偏差の基準値である整定時位置偏差基準値を保持することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載のサーボモータの制御装置。
【請求項８】
前記係数調整手段が、前記位置指令の出力時間の基準値である位置指令出力時間基準値を保持することを特徴とする請求項４乃至請求項６のいずれか一項に記載のサーボモータの制御装置。
【請求項９】
制御対象に対する位置指令を形成する位置指令出力手段、
前記制御対象の実位置を検出する位置検出手段、
前記制御対象の実速度を検出する速度検出手段、
位置比例係数と位置積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記位置指令と前記実位置との差分である位置偏差から位置制御量を形成する位置制御手段、
前記位置制御量と前記位置指令とのうち少なくとも一つに基づき速度指令を形成する速度指令作成手段、
速度比例係数と速度積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記速度指令と前記実速度との差分から速度制御量を形成する速度制御手段、
少なくとも前記速度制御量に基づき前記制御対象の位置を制御するための電流量を制御する電流制御手段、
少なくとも前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つの係数を変更するタイミングを調整する係数切り替えタイミング調整手段、
を具備することを特徴とするサーボモータの制御装置。
【請求項１０】
前記係数切り替えタイミング調整手段が、前記位置指令完了時点近傍での前記位置偏差と、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係とのうち少なくとも一つに基づき、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つの係数を変更するタイミングを調整することを特徴とする請求項９記載のサーボモータの制御装置。
【請求項１１】
制御対象に対する位置指令を形成するステップ、
前記制御対象の実位置を検出するステップ、
前記制御対象の実速度を検出するステップ、
位置比例係数と位置積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記位置指令と前記実位置との差分である位置偏差から位置制御量を形成するステップ、
前記位置制御量と前記位置指令とのうち少なくとも一つに基づき速度指令を形成するステップ、
速度比例係数と速度積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記速度指令と前記実速度との差分から速度制御量を形成するステップ、
少なくとも前記速度制御量に基づき前記制御対象の位置を制御するための電流量を制御するステップ、
前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つを変更するステップ、
を有することを特徴とするサーボモータの制御方法。
【請求項１２】
制御対象に対する位置指令を形成するステップ、
前記制御対象の実位置を検出するステップ、
前記制御対象の実速度を検出するステップ、
位置比例係数と位置積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記位置指令と前記実位置との差分である位置偏差から位置制御量を形成するステップ、
前記位置制御量と前記位置指令とのうち少なくとも一つに基づき速度指令を形成するステップ、
速度比例係数と速度積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記速度指令と前記実速度との差分から速度制御量を形成するステップ、
少なくとも前記速度制御量に基づき前記制御対象の位置を制御するための電流量を制御するステップ、
少なくとも前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つの係数を変更するタイミングを調整するステップ、
を有することを特徴とするサーボモータの制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、サーボモータの制御装置に関し、特に位置決め整定時に生じるオーバーシュートと振動の低減、及び整定時間の短縮を目的とするリアルタイム制御ゲイン自動調整及びゲイン切替タイミング自動調整を行うサーボモータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のモータにおいてマイクロコンピュータを用いたディジタルサーボ制御が行われている。図２４は従来のサーボモータのための位置決め制御装置の構成を示すブロック図である。図２４に示すように、従来の位置決め制御装置において、位置指令出力部１０１、位置制御部１０２、速度指令作成部１０３、速度制御部１０４、電流制御部１０５、制御対象１０６、位置検出部１０７、及び速度検出部１０８によりフィードバック制御系が構成されている。このフィードバック制御系には、位置制御部１０２と速度制御部１０４に対して制御ゲインの自動調整もしくはゲイン切替タイミングの自動調整を行う係数・ゲイン切替タイミング調整部１０９が設けられている。
【０００３】
次に、図２４に示した従来の位置決め制御装置における基本的な演算の流れを説明する。
まず、位置指令出力部１０１からの位置指令θ＊と、エンコーダ等により構成される位置検出部１０７が検出した制御対象１０６の現在位置である実位置θＭとの差である位置偏差Δθが位置制御部１０２に入力される。位置制御部１０２は位置偏差Δθに位置ループゲインＫｐｐを乗じた値と位置偏差Δθに位置ループ積分ゲインＫｐｉを乗じて積分した値とを速度指令作成部１０３に出力する。位置ループ積分ゲインＫｐｉは０として位置制御部１０２では積分を行わない場合も多い。速度指令作成部１０３は位置制御部１０２から入力された値から速度指令ω＊を作成する。このとき速度指令作成部１０３においては、位置制御部１０２から入力された値に、位置指令θ＊の微分値に速度フィードフォワードゲインＫｆを乗じた速度フィードフォワード値を加算して速度指令ω＊を作成する方法がよく用いられる。
【０００４】
速度検出部１０８は位置検出部１０７で検出された実位置θＭと前回の位置データとに基づき実速度ωＭを算出する。速度指令作成部１０３において作成された速度指令ω＊と、速度検出部１０８から出力された実速度ωＭとの差である速度偏差Δωが速度制御部１０４に入力される。速度制御部１０４は、速度偏差Δωに対して速度比例ゲインＫｖｐと速度積分時定数Ｔｖｉとを用いて比例積分処理を行い、トルク指令Ｔ＊を出力する。電流制御部１０５は、制御対象１０６に加えられるトルクがトルク指令Ｔ＊に追従するように電流制御を行う。以上の演算処理により、制御対象１０６は入力された位置指令θ＊に実位置θＭが追従するよう制御される。
【０００５】
図２５は従来の位置決め制御装置における動作を示す波形図である。図２５において、（ａ）は位置指令θ＊、（ｂ）は位置指令θ＊の微分、（ｃ）は位置指令θ＊の微分とその時の位置偏差Δθの応答を示す波形図である。位置指令θ＊が変動している期間、即ち位置指令θ＊の微分が０でない期間が位置指令出力中である。図２５において横軸は時間である。図２５の（ｃ）に示すように、位置指令完了時点から位置偏差Δθが整定幅に完全に入るまでの時間を整定時間と呼ぶ。従来の位置決め制御装置では、整定時間が短く、かつオーバーシュートや振動が小さい応答とするために位置比例ゲインＫｐｐ、速度比例ゲインＫｖｐ、速度積分時定数Ｔｖｉ、速度フィードフォワードゲインＫｆといった制御ゲインを調整していた。また、従来の位置決め制御装置では、整定時間を短縮する目的で、位置指令完了時点近傍で制御ゲインを切り替える方法がよく用いられていた。この制御ゲイン切替のタイミングを適切に調整すれば整定時間を大幅に短縮することができる。従って、係数・ゲイン切替タイミング調整部１０９において、制御ゲインの自動調整もしくはゲイン切替タイミングの自動調整が行われていた。
【０００６】
制御ゲインの自動調整方法を開示した従来例１としては、特開平６−２４２８３３号公報、特開平６−２２５７５号公報、及び特許２９３７００７号に記載された方法がある。これらの従来例１においては、位置指令完了時点の近傍以降における位置偏差の応答、具体的には振動振幅、オーバーシュート量、及び整定時間などのうち少なくとも一つの値に基づいて制御ゲインの自動調整を行っていた。
また、上記従来例１の制御ゲイン自動調整方法においては、図２６に示すように、今回の応答状態を観測して次回の動作パターンにおける応答を改善するよう制御ゲインの調整を行っていた。
ゲイン切替タイミングの自動調整方法を開示した従来例２としては、特開平７−３１１７２号公報に記載された方法がある。これは位置偏差Δθのみの情報を用いてゲイン切り替えタイミングを自動調整するものであり、整定時間短縮において効果があった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前述のように、従来例１においては位置指令完了時点の近傍以降における位置偏差の応答、具体的には振動振幅、オーバーシュート量、及び整定時間などのうち少なくとも一つの値に基づいて制御ゲイン自動調整を行っていた。
図２７は位置指令θ＊の完了時点での位置偏差Δθと実速度ωＭとの比が異なる時の、位置偏差Δθの応答を示す２つの波形である。２つの波形とも位置指令θ＊の完了時点以降の制御ゲインは同じである。図２７において、実線で示す波形は位置偏差Δθと実速度ωＭとの比（Δθ／ωＭ）が大きいときであり、細い破線で示す波形は位置偏差Δθと実速度ωＭとの比（Δθ／ωＭ）が小さいときである。
【０００８】
図２７から理解できるように、位置指令θ＊の完了時点近傍以降の応答、つまり整定時の位置偏差Δθのオーバーシュート量や振動振幅は、位置指令θ＊の完了時点近傍の位置偏差Δθと実速度ωＭとの比に大きく依存している。すなわち、Δθ／ωＭが大きすぎたり小さすぎると振動が発生しやすく、オーバーシュートが発生するという問題があった。しかし、従来のサーボモータの制御装置においては、位置指令θ＊の完了時近傍での位置偏差Δθと実速度ωＭとの大小関係に基づき制御ゲインを自動調整するような考えはなかった。
【０００９】
また、従来例１においては、応答を観測した後に次回の動作パターンで応答が改善されるようゲイン調整を行うという自動調整方法であった。したがって、適切な制御ゲイン設定を実現するためには最低２回の同じ位置指令θ＊の動作パターンが図２４の位置指令出力部１０１から出力されることが前提となる。そのため、位置指令θ＊の動作パターンが頻繁に変動する場合、動作パターンが変わる度に応答が悪くなり、制御ゲインが適切に調整されない動作パターンが頻繁に生じるという問題があった。
また、従来例２では位置偏差Δθのみの情報でゲイン切替タイミングを決定しているため、ゲイン設定によっては必ずしも最適なゲイン切替タイミングに調整されるとは限らないという問題があった。
【００１０】
本発明は上記問題を解決するものであり、サーボモータの制御装置において、位置指令θ＊の完了時近傍での位置偏差Δθと実速度ωＭとの大小関係に基づく制御ゲインの自動調整により制御ゲインの最適設定を実現し、リアルタイムで制御ゲインの自動調整を行うことにより、動作パターンによらず常に制御ゲインの最適設定を実現し、ゲイン設定によらず最適なゲイン切替タイミングの自動設定を実現することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、本発明に係るサーボモータの制御装置は、
制御対象に対する位置指令を形成する位置指令出力手段、
前記制御対象の実位置を検出する位置検出手段、
前記制御対象の実速度を検出する速度検出手段、
位置比例係数と位置積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記位置指令と前記実位置との差分である位置偏差から位置制御量を形成する位置制御手段、
前記位置制御量と前記位置指令とのうち少なくとも一つに基づき速度指令を形成する速度指令作成手段、
速度比例係数と速度積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記速度指令と前記実速度との差分から速度制御量を形成する速度制御手段、
少なくとも前記速度制御量に基づき前記制御対象の位置を制御するための電流量を制御する電流制御手段、
前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つを変更する係数調整手段、を具備する。これにより、本発明のサーボモータの制御装置は、制御ゲインの自動最適調整が可能となり、位置指令出力手段から出力された位置指令の動作パターンが変動しても、リアルタイムで制御ゲインを自動調整し、常に最適な制御ゲインに設定することが可能である。
【００１３】
また、本発明に係るサーボモータの制御装置において、前記係数調整手段が、前記位置指令の出力開始時点近傍から出力完了時点近傍までの移動期間に、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つを切り替える係数切り替え手段を有し、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記移動期間の前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つを変更するよう構成して、最適な制御ゲインに設定することが可能である。
【００１４】
また、本発明に係るサーボモータの制御装置において、速度フィードフォワードをさらに具備し、前記係数調整手段が、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記速度フィードフォワードの入力量を決定する速度フィードフォワードゲインを変更するよう構成して、最適な制御ゲインに設定することが可能である。
【００１５】
また、本発明に係るサーボモータの制御装置において、前記係数調整手段が、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記位置指令の出力完了時点近傍から、位置決め過程の完了する時点近傍もしくは次に前記位置指令が発生する時点近傍までの期間における、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数のうち少なくとも一つを変更するよう構成して、最適な制御ゲインに設定することが可能である。
【００１６】
また、本発明に係るサーボモータの制御装置において、前記係数調整手段が、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係とのうち少なくとも一つに基づき、前記位置指令の出力完了時点近傍から、位置決め過程の完了する時点近傍もしくは次に前記位置指令が発生する時点近傍までの期間における、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数のうち少なくとも一つを変更するよう構成して、最適な制御ゲインに設定することが可能である。
【００１７】
また、本発明に係るサーボモータの制御装置において、前記係数調整手段が、前記位置指令の出力時間と、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係とのうち少なくとも一つに基づき、前記位置指令の出力完了時点近傍から、位置決め過程の完了する時点近傍もしくは次に前記位置指令が発生する時点近傍までの期間における、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数のうち少なくとも一つを変更するよう構成して、最適な制御ゲインに設定することが可能である。
【００１８】
また、本発明に係るサーボモータの制御装置において、前記係数調整手段が、前記位置偏差の基準値である整定時位置偏差基準値を保持するよう構成して、最適な制御ゲインに設定することが可能である。
【００１９】
また、本発明に係るサーボモータの制御装置において、前記係数調整手段が、前記位置指令の出力時間の基準値である位置指令出力時間基準値を保持するよう構成して、最適な制御ゲインに設定することが可能である。
【００２０】
他の観点の発明に係るサーボモータの制御装置において、
制御対象に対する位置指令を形成する位置指令出力手段、
前記制御対象の実位置を検出する位置検出手段、
前記制御対象の実速度を検出する速度検出手段、
位置比例係数と位置積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記位置指令と前記実位置との差分である位置偏差から位置制御量を形成する位置制御手段、
前記位置制御量と前記位置指令とのうち少なくとも一つに基づき速度指令を形成する速度指令作成手段、
速度比例係数と速度積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記速度指令と前記実速度との差分から速度制御量を形成する速度制御手段、
少なくとも前記速度制御量に基づき前記制御対象の位置を制御するための電流量を制御する電流制御手段、
少なくとも前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つの係数を変更するタイミングを調整する係数切り替えタイミング調整手段、を具備する。これにより、本発明のサーボモータの制御装置は、常に最適なゲイン切替タイミングに自動調整することが可能となる。
【００２２】
また、本発明に係るサーボモータの制御装置において、前記係数切り替えタイミング調整手段が、前記位置指令完了時点近傍での前記位置偏差と、前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係とのうち少なくとも一つに基づき、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つの係数を変更するタイミングを調整するよう構成して、最適なゲイン切替タイミングに自動調整することが可能となる。
【００２３】
本発明に係るサーボモータの制御方法は、
制御対象に対する位置指令を形成するステップ、
前記制御対象の実位置を検出するステップ、
前記制御対象の実速度を検出するステップ、
位置比例係数と位置積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記位置指令と前記実位置との差分である位置偏差から位置制御量を形成するステップ、
前記位置制御量と前記位置指令とのうち少なくとも一つに基づき速度指令を形成するステップ、
速度比例係数と速度積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記速度指令と前記実速度との差分から速度制御量を形成するステップ、
少なくとも前記速度制御量に基づき前記制御対象の位置を制御するための電流量を制御するステップ、
前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つを変更するステップ、を有する。これにより、本発明のサーボモータの制御方法は、制御ゲインの自動最適調整が可能となり、位置指令出力手段から出力された位置指令の動作パターンが変動しても、リアルタイムで制御ゲインを自動調整し、常に最適な制御ゲインに設定することが可能である。
【００２４】
他の観点の発明に係るサーボモータの制御方法は、
制御対象に対する位置指令を形成するステップ、
前記制御対象の実位置を検出するステップ、
前記制御対象の実速度を検出するステップ、
位置比例係数と位置積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記位置指令と前記実位置との差分である位置偏差から位置制御量を形成するステップ、
前記位置制御量と前記位置指令とのうち少なくとも一つに基づき速度指令を形成するステップ、
速度比例係数と速度積分係数とのうち少なくとも一つを用いて、前記速度指令と前記実速度との差分から速度制御量を形成するステップ、
少なくとも前記速度制御量に基づき前記制御対象の位置を制御するための電流量を制御するステップ、
少なくとも前記位置指令の完了時点近傍での前記位置偏差と前記位置指令の完了時点近傍での前記実速度との大小関係に基づき、前記位置比例係数と前記位置積分係数と前記速度比例係数と前記速度積分係数とのうち少なくとも一つの係数を変更するタイミングを調整するステップ、を有する。これにより、本発明のサーボモータの制御方法は、常に最適なゲイン切替タイミングに自動調整することが可能となる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法の好適な実施の形態について添付の図面を用いて説明する。
【００２６】
≪実施の形態１≫
図１は本発明に係る実施の形態１のサーボモータの制御装置における制御ブロック図である。図１に示すように、実施の形態１の制御装置において、サーボドライバ１２は位置指令出力部１、速度フィードフォワード部（以下、速度ＦＦ部と略称する）２、位置偏差演算部３、位置制御部４、速度指令作成部５、速度偏差演算部６、速度制御部７、電流制御部８、速度検出部１０、及び係数調整部１１を有しており、サーボドライバ１２には制御対象１３及び位置検出部９が接続されている。制御対象１３はサーボモータを含んでいる。
本発明に係る実施の形態１のサーボモータの制御装置においては、制御対象のサーボモータの現在位置である実位置θＭを、サーボモータに対する指令に対応した位置指令θ＊に速やかに追従させるよう調整する制御ゲインを自動調整している。実施の形態１においては、制御ゲインの自動調整を、位置指令θ＊と実位置θＭとの差である位置偏差Δθと、速度検出部１０において前回と今回の実位置θＭの差分から求めた実速度ωＭとの大小関係に基づき実現することを特徴とする。
【００２７】
次に、本発明に係る実施の形態１のサーボモータの制御装置における基本的な考え方を説明する。
図２は位置指令θ＊の完了時点での位置偏差Δθと実速度ωＭとの比が異なる時の、位置偏差Δθの応答を示す３つの波形である。３つの波形とも位置指令θ＊の完了時点以降の制御ゲインは同じである。図２において、実線で示す波形は位置偏差Δθと実速度ωＭとの比（Δθ／ωＭ）が大きいときであり、細い破線で示す波形は位置偏差Δθと実速度ωＭとの比（Δθ／ωＭ）が小さいときである。これらの波形は前述の図２７に示した波形と同じである。図２において、太い破線で示す波形は位置偏差Δθと実速度ωＭとの比（Δθ／ωＭ）が前述の２つの波形の比（Δθ／ωＭ）の中間であるときである。
【００２８】
図２から理解できるように、位置指令θ＊の完了時点近傍以降の応答、つまり整定時の位置偏差Δθのオーバーシュート量や振動振幅は、位置指令θ＊の完了時点近傍の位置偏差Δθと実速度ωＭとの比に大きく依存している。比Δθ／ωＭが大きすぎたり小さすぎると振動が発生しやすく、オーバーシュートが発生している。したがって、位置指令完了時点近傍の位置偏差Δθと実速度ωＭとの大小関係を適切に調整することにより、振動やオーバーシュートの少ない応答を得ることが可能となる。位置指令完了時点の位置偏差Δθと実速度ωＭとを決定するのは、位置指令出力中の制御ゲインである。したがって、位置指令完了時点近傍の位置偏差Δθ、実速度ωＭの大小関係に基づき位置指令出力中の制御ゲインを適切に自動調整することにより、制御ゲインの自動最適設計が実現される。また、速度フィードフォワードゲインＫｆも自動調整することにより、位置指令完了時点近傍の位置偏差Δθ、実速度ωＭの調整の自由度が増加する。
【００２９】
次に、本発明に係る実施の形態１のサーボモータの制御装置の動作について説明する。
図１に示すように、サーボドライバ１２は位置指令出力部１、速度ＦＦ部２、位置偏差演算部３、位置制御部４、速度指令作成部５、速度偏差演算部６、速度制御部７、電流制御部８、速度検出部１０、及び係数調整部１１を有してフィードバック制御系が構成されている。このフィードバック制御系において、係数調整部１１が位置制御部４と速度制御部７に対して制御ゲインの調整を行うよう構成されている。なお、サーボドライバ１２はマイクロコンピュータを用いたディジタル制御を行っており、所定の周期毎に演算を行っている。以下の説明において添字で示した（ｎ）は今回の制御周期での値を表し、（ｎ−１）は前回の制御周期での値を表す。
【００３０】
図３は実施の形態１のサーボモータの制御装置における１回の演算サイクルを示すフローチャートである。
まず、位置指令出力部１が内部の位置指令作成手段もしくは外部のシーケンサ等から送られてくる位置指令信号を単位変換し、位置指令θ＊（ｎ）を出力する。位置検出部９はエンコーダ、光学式位置センサ、渦電流式位置センサ、光学式スケールなどを用いて構成され、制御対象１３の実位置θＭ（ｎ）をディジタル量として出力する。位置偏差演算部３は位置指令θ＊（ｎ）と実位置θＭ（ｎ）との差を演算し位置偏差Δθ（ｎ）（＝θ＊（ｎ）−θＭ（ｎ））を出力する。速度検出部１０は今回の制御周期での実位置θＭ（ｎ）と前回の制御周期での実位置θＭ（ｎ−１）との差分を適切な単位に変換し、実速度ωＭ（ｎ）を出力する。なお、速度検出部１０では差分によるノイズ除去のために、差分後にフィルタ処理を挿入する場合がある。ここまでの処理が図３のステップＳ１に相当する。
【００３１】
次に、ステップＳ２において今回が位置指令完了時点か否かを判別する。今回が位置指令完了時点であればステップＳ３に進む。ステップＳ３では位置偏差Δθ（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）との比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を求め、補正量Ｑｃ１、Ｑｃ２、Ｑｃ３を決定する。補正量Ｑｃ１、Ｑｃ２、Ｑｃ３は第２制御ゲインの各補正量である。第２制御ゲインとしては、第２位置比例ゲインＫｐｐ２、第２速度比例ゲインＫｖｐ２、及び第２速度フィードフォワードゲイン（以下、第２速度ＦＦゲインと略称する）Ｋｆ２がある。したがって、補正量Ｑｃ１は第２位置比例ゲインＫｐｐ２の補正量であり、補正量Ｑｃ２は第２速度ＦＦゲインＫｆ２の補正量であり、補正量Ｑｃ３は第２速度比例ゲインＫｖｐ２の補正量である。これらの第２制御ゲインの説明は後述するステップＳ６の説明において行う。
【００３２】
図４は位置偏差Δθ（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）との比（Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ））及び補正量Ｑｃ１、Ｑｃ２、Ｑｃ３の関係を示すグラフである。第２制御ゲインを補正する補正量Ｑｃ１、Ｑｃ２、Ｑｃ３は、図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すような所定の規則に従って決定される。実際にはΔθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を引数とする関数もしくはテーブルで補正量Ｑｃ１、Ｑｃ２、Ｑｃ３が求められる。
ステップＳ４においては、ステップＳ３で求めた補正量Ｑｃ１、Ｑｃ２、Ｑｃ３に基づき下記式（１）に従い第２制御ゲインを補正し、ステップＳ５に進む。
【００３３】
【数１】
0003809097.tif 000002
【００３４】
一方、ステップＳ２において、今回が指令完了時点でないと判別した場合には、第２制御ゲインを補正せずステップＳ５に進む。
ステップＳ５では、第１制御ゲインの補正を行う。前回の位置指令θ＊の動作パターンでのオーバーシュート量や振動の度合いに応じて、応答が改善されるよう補正が行われる。実施の形態１においては、整定時間が短く、かつオーバーシュートや振動が小さい応答とするために、従来の制御装置の場合と同様に、第１制御ゲインである、第１位置比例ゲインＫｐｐ１、第１速度比例ゲインＫｖｐ１、第１速度積分時定数Ｔｖｉ１、及び第１速度フィードフォワードゲイン（第１速度ＦＦゲイン）Ｋｆ１が補正される。このステップＳ５は本発明に係るところではないので詳細な説明は省略する。これらの第１制御ゲインの補正後、ステップＳ６に進む。
【００３５】
ステップＳ６ではゲイン切替フラグがＯＮかＯＦＦかを判別する。図５に示すように、ゲイン切替フラグをＯＮとＯＦＦとの間で切り替え、ゲイン切替フラグがＯＮのときは第２制御ゲインを用いて演算（ステップＳ７）し、ＯＦＦのときは第１制御ゲインを用いて演算（ステップＳ８）する。このようにゲイン切替を行うことにより、整定時間の短縮が図られる。ステップＳ７においては下記式（２）の演算を行い、ステップＳ８においては下記式（３）の演算を行う。なお、Ｔｖｉ２は第２速度積分時定数である。
【００３６】
【数２】
0003809097.tif 000003
【００３７】
【数３】
0003809097.tif 000004
【００３８】
すなわち、式（２）の演算を行うステップＳ７において、速度ＦＦゲインＫｆが第２速度ＦＦゲインＫｆ２に設定され、位置比例ゲインＫｐｐが第２位置比例ゲインＫｐｐ２に設定され、速度比例ゲインＫｖｐが第２速度比例ゲインＫｖｐ２に設定され、そして、速度積分時定数Ｔｖｉが第２速度積分時定数Ｔｖｉ２に設定される。
また、式（３）の演算を行うステップＳ８において、速度ＦＦゲインＫｆが第１速度ＦＦゲインＫｆ１に設定され、位置比例ゲインＫｐｐが第１位置比例ゲインＫｐｐ１に設定され、速度比例ゲインＫｖｐが第１速度比例ゲインＫｖｐ１に設定され、そして、速度積分時定数Ｔｖｉが第１速度積分時定数Ｔｖｉ１に設定される。
【００３９】
ゲイン切替のＯＮとＯＦＦの切り替え基準は、位置指令θ＊の有無で行っている。つまり、位置指令θ＊が出力されている期間は第２制御ゲイン、それ以外の期間は第１制御ゲインとなる。ゲイン切替フラグのＯＮ、ＯＦＦの切り替え基準としては、位置偏差Δθの所定のしきい値を基準として行うなど様々な方式があり、それらの方式を採用してＯＮ、ＯＦＦの切り替え基準としてもよい。このゲイン切り替え処理後、ステップＳ９に進む。
位置制御部４は位置偏差Δθ（ｎ）に位置比例ゲインＫｐｐを乗じてＫｐｐ・Δθ（ｎ）を出力する。この位置制御処理をステップＳ９で行う。
次に、速度ＦＦ部２は今回の制御周期での位置指令θ＊（ｎ）と前回の制御周期での位置指令θ＊（ｎ−１）との差分を単位変換し、その値Δθ＊（ｎ）に速度ＦＦゲインＫｆを乗じてＫｆ・Δθ＊（ｎ）を出力する。速度指令作成部５は位置制御部４からのＫｐｐ・Δθ（ｎ）と速度ＦＦ部２からのＫｆ・Δθ＊（ｎ）を加算して速度指令ω＊（ｎ）（＝Ｋｐｐ・Δθ（ｎ）＋Ｋｆ・Δθ＊（ｎ））を出力する。速度偏差演算部６は速度指令ω＊（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）との差を演算して速度偏差Δω（ｎ）（＝ω＊（ｎ）−ωＭ（ｎ））を出力する。速度制御部７は下記式（４）の演算に従いトルク指令Ｔ＊（ｎ）を出力する。式（４）では速度偏差Δω（ｎ）を速度比例ゲインＫｖｐと速度積分時定数Ｔｖｉを用いて比例積分演算を行っている。式（４）において、Ｋ１はディジタル積分に伴う単位変換係数である。ステップＳ９以降のここまでの処理が速度制御処理ステップＳ１０に相当する。
【００４０】
【数４】
0003809097.tif 000005
【００４１】
次に、加速度フィードフォワードがある場合はステップＳ１０で演算されるトルク指令Ｔ＊（ｎ）に加速度フィードフォワード量を加えて新たにトルク指令Ｔ＊（ｎ）とする。電流制御部８は制御対象１３のサーボモータに印加されるトルクがトルク指令Ｔ＊（ｎ）に一致するようにサーボモータに印加する電流を制御する。ステップＳ１０以降のここまでの処理が電流制御処理ステップＳ１１に相当する。
【００４２】
以上の処理により、制御ゲインの自動調整が可能となり、制御ゲインの最適設計が容易となる。図６は実施の形態１において、制御ゲインの自動調整が行われて応答改善が図られた状態を示す波形図である。
なお、図３に示した処理において、ステップＳ３、Ｓ４の処理はステップＳ２で指令完了時点を検出したとき演算するよう構成されているが、これらの処理は厳密に指令完了時点である必要はなく、指令完了時点近傍もしくはゲイン切替フラグがＯＦＦとなる時点近傍であってもよい。
【００４３】
また、図３のステップＳ３において、Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を引数として補正量Ｑｃ１、Ｑｃ２、Ｑｃ３を図４から求める例で説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、位置偏差Δθと実速度ωＭとの大小関係を引数とした関数もしくはテーブルを用いてもよい。
また、位置指令完了時点以降では位置指令θ＊＝０であるので、ステップＳ３の演算で用いる位置偏差Δθの代わりに実位置θＭを用いてもよい。
また、ステップＳ３、Ｓ４では第２位置比例ゲインＫｐｐ２、第２速度ＦＦゲインＫｆ２、第２速度比例ゲインＫｖｐ２のすべてを補正した例で説明したが、３つのゲインのうちいずれか１つ以上を補正するものであればよい。
また、ステップＳ４では加算による制御ゲインの補正をしているが、乗算で補正するよう構成しても良い。
また、図３のステップＳ１における実速度ωＭ（ｎ）の算出には、速度オブザーバなど他の手法を用いて算出してもよい。
【００４４】
図７は実施の形態１の別のサーボモータの制御装置における演算処理を示すフローチャートである。このサーボモータの制御装置においては、ゲイン切替を行わない構成である。このように図７に示すフローチャートで演算を行うことにより、ゲイン切替を行わない構成とすることができる。
図７において、図３に示したフローチャートのステップ番号と同じステップ番では図３のステップと同じ処理を行う。図７に示したフローチャートの場合、図３のフローチャートを用いた場合における第２制御ゲインを制御ゲインとして用いる。図７に示したフローチャートの処理の場合は、図３のフローチャートによる応答と比較するとゲイン切替を行わないために整定時間は長くなるが、図７の演算でも制御ゲインの自動調整が可能であり、制御ゲインの設計が容易となる効果を有する。
【００４５】
図８は実施の形態１のさらに別のサーボモータの制御装置の構成を示すブロック図である。
図８に示す制御装置は、位置指令出力部１、位置偏差演算部３、位置制御部４、電流制御部８、速度検出部１０、及び係数調整部１１を有しており、制御対象１３及び位置検出部９が接続されてフィードバック制御系が構成されている。このように速度マイナーループを構成しない図８のブロック構成においても、位置指令完了時点近傍での位置偏差Δθと実速度ωＭとの大小関係を用いて、つまり図３におけるステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４の演算を処理に含めることにより制御ゲインの自動調整が可能である。この場合、処理の流れは図３のステップＳ１０を除いたものとなる。また、速度マイナーループはないため速度制御処理がなくなる。
【００４６】
≪実施の形態２≫
次に、本発明に係る実施の形態２のサーボモータの制御装置について添付の図面を参照しつつ説明する。実施の形態２のサーボモータの制御装置における制御ブロックは、前述の図１に示した実施の形態１の制御ブロックと同じである。
本発明に係る実施の形態２のサーボモータの制御装置は、位置指令出力部１から出力された位置指令θ＊と制御対象１３の実位置θＭとを素早く一致させ、且つ、位置指令θ＊の動作パターンが頻繁に変わる場合でも常に振動やオーバーシュートがないようリアルタイムでゲインを自動調整する装置である。実施の形態２における自動調整は、位置指令θ＊と実位置θＭとの差である位置偏差Δθと、速度検出部１０において前回と今回の実位置θＭとの差分から求めた実速度ωＭとの大小関係に基づき行われる。
【００４７】
次に、実施の形態２の制御装置における基本的な考え方について説明する。
図９は位置指令θ＊の指令パターンが変化する場合の応答を示す波形図である。図９の（ａ）は指令パターンの変化に対して応答改善する前の状態を示しており、（ｂ）は同じ指令パターンに対して応答改善した後の状態を示している。図９の（ａ）において、３つの指令パターンとも制御ゲインは同一であるが、指令パターンによりオーバーシュート量、振動振幅が異なっている。この現象は、少なくとも以下の２点に起因する。
１つ目の原因として、指令パターンが短い場合、つまり移動量が短い場合には制御対象が振動を励起しやすい性質を持つ。２つ目の原因として、動作パターンにより指令完了時点近傍の位置偏差Δθ、実速度ωＭの比Δθ／ωＭが異なってくる。そのため、前述の図２に示したように指令完了時点近傍以降の応答は位置指令θ＊の指令パターンによりオーバーシュート量、振動振幅が変わってくる。したがって、上記の２点に基づき指令完了時点近傍以降のゲインを補正することにより、位置指令θ＊の指令パターンが変動する場合でも、図９の（ｂ）に示すように常にオーバーシュートや振動が少ない応答を実現することができる。
【００４８】
具体的な上記２点の状態観測手段としては、１つ目の原因である指令パターンが短いかどうかは、位置指令完了時点近傍での位置偏差Δθを観測することにより検出できる。指令パターンが短いほど、位置指令完了時点近傍での位置偏差Δθが小さくなることに基づく。２つ目の位置偏差Δθと実速度ωＭとの比Δθ／ωＭは、指令完了時点近傍での位置偏差Δθと実速度ωＭを観測するとよい。
本発明に係る実施の形態２のサーボモータの制御装置の構成は、前述のように実施の形態１と同様であるため、その説明を省略する。実施の形態２において、係数調整部１１の演算方法のみが前述の実施の形態１と異なっている。なお、サーボドライバ１２はマイクロコンピュータを用いたディジタル制御を行っており、所定の周期毎に演算を行う。以下、添字で示した（ｎ）は今回の制御周期での値を表し、（ｎ−１）は前回の制御周期での値を表す。
【００４９】
次に、本発明に係る実施の形態２のサーボモータの制御装置の動作について説明する。以下の説明において、位置指令θ＊の動作パターン、つまり移動距離は変動することを前提とする。
まず、基準とする移動距離での最適制御ゲイン、つまり整定時間が短く、振動やオーバーシュートが小さい制御ゲインを基準制御ゲインとして保持する。保持する基準制御ゲインは第１位置比例基準ゲインＫｐｐ１ｓ、第１速度比例基準ゲインＫｖｐ１ｓ、第１速度比例基準時定数Ｔｖｉ１ｓである。
次に、その時の位置指令完了時点での位置偏差Δθもしくは所定の位置偏差値を基準位置偏差Δθｓとして保持する。基準とする移動距離は、変動する移動距離のうち長い移動距離とする。
【００５０】
次に、本発明に係る実施の形態２のサーボモータの制御装置における各演算サイクルでの処理について説明する。
図１０は実施の形態２における１回の演算サイクルのフローチャートである。ステップＳ１では位置指令θ＊（ｎ）と実位置θＭ（ｎ）の読込と、位置偏差Δθ（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）の演算を行う。処理内容は前述の実施の形態１における処理と同じため、詳細な説明は省略する。
次に、ステップＳ１２では実速度ωＭ（ｎ）＝０の期間が所定の時間続いたか否かを調べることにより、制御対象１３が静止状態であるか否かを判別する。実速度ωＭ（ｎ）の大きさを所定の演算サイクル積分し、その積分値が所定の値以下であれば静止状態であると判断する。静止状態であると判別した場合はステップＳ１３に進む。ステップ１３では、下記式（５）に従い第１制御ゲインを基準制御ゲインに設定し、ステップＳ６に進む。
【００５１】
【数５】
0003809097.tif 000006
【００５２】
式（５）において、Ｋｐｐ１は第１位置比例ゲイン、Ｋｖｐ１は第１速度比例ゲイン、Ｔｖｉ１は第１速度積分時定数である。実施の形態２において、ゲイン切替の方法は前述の実施の形態１における図３に示したステップＳ６、Ｓ７、Ｓ８と同様であるため、ゲイン切替の方法及び第１制御ゲインと第２制御ゲインの意味の説明は省略する。
【００５３】
ステップＳ１２で静止状態でないと判別した場合はステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では位置指令θ＊の完了時点であるか否かを判別する。位置指令完了時点でない場合はステップＳ６に進む。位置指令完了時点である場合は制御ゲイン補償を行うか否かを判別するためステップＳ１５に進む。
ステップＳ１５では位置偏差Δθ（ｎ）と基準位置偏差Δθｓとを比較する。位置偏差Δθ（ｎ）が基準位置偏差Δθｓより大きい場合には、前述の実施の形態１の基本的な考え方の説明のところで述べたように、移動量が十分長いため制御対象には振動が励起しないので、ゲイン補償は行わずステップＳ６に進む。位置偏差Δθ（ｎ）が基準位置偏差Δθｓより小さい場合はゲイン補償を行うためステップＳ１６に進む。
【００５４】
図１１は、位置偏差Δθ（ｎ）と基準位置偏差Δθｓとの比Δθ（ｎ）／Δθｓと、補正量との関係を示したグラフである。
ステップＳ１６では、位置偏差Δθ（ｎ）と基準位置偏差Δθｓとの比Δθ（ｎ）／Δθｓを引数として、図１１の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すグラフのような所定の規則に従って補正量Ｑｃ４１、Ｑｃ４２、Ｑｃ４３を決定する。具体的には、比Δθ（ｎ）／Δθｓを引数とした関数もしくはテーブルから補正量Ｑｃ４１、Ｑｃ４２、Ｑｃ４３を決定する。
図１２は、位置偏差Δθ（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）との比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）と、補正量との関係を示したグラフである。
ステップＳ１７では、位置偏差Δθ（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）との比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を引数として、図１２の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示すグラフのような所定の規則に従って補正量Ｑｃ５１、Ｑｃ５２、Ｑｃ５３を決定する。具体的には、比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を引数とした関数もしくはテーブルから補正量Ｑｃ５１、Ｑｃ５２、Ｑｃ５３を決定する。
ステップＳ１８ではステップＳ１６とステップＳ１７で求めた補正量Ｑｃ４１、Ｑｃ４２、Ｑｃ４３、Ｑｃ５１、Ｑｃ５２、Ｑｃ５３に基づき、下記式（６）に従い補正量Ｑｃ６１、Ｑｃ６２、Ｑｃ６３を決定する。
【００５５】
【数６】
0003809097.tif 000007
【００５６】
ステップＳ１９ではステップＳ１８で求めた補正量Ｑｃ６１、Ｑｃ６２、Ｑｃ６３に基づき、下記式（７）に従い第１位置比例ゲインＫｐｐ１、第１速度比例ゲインＫｖｐ１、及び第１速度積分時定数Ｔｖｉ１を補正し、ステップ６へ進む。
【００５７】
【数７】
0003809097.tif 000008
【００５８】
ステップＳ６以下のステップＳ７〜ステップＳ１１は、前述の実施の形態１における図３に示した処理と同じ処理を行うため、それらの説明を省略する。
【００５９】
以上のように処理することにより、実施の形態２の制御装置においては、図９の（ｂ）に示すように位置指令θ＊の動作パターンが頻繁に変わる場合であっても、常に振動やオーバーシュートが小さくなるよう制御ゲインを自動調整することができる。なお、図９の（ａ）に示した状態は、本発明に係る制御装置の機能を入れない場合であり、位置指令θ＊の動作パターンが頻繁に変わる場合には、振動やオーバーシュートが生じている。一方、図９の（ｂ）に示した状態においては、本発明に係る実施の形態２で説明したようにリアルタイムで制御ゲインを補正することにより、常に振動やオーバーシュートが小さくなっている。
なお、図１０に示したステップＳ１６では比Δθ（ｎ）／Δθｓを引数として補正量Ｑｃ４１、Ｑｃ４２、Ｑｃ４３を求めているが、引数として上記の比の代わりに位置偏差Δθ（ｎ）を用いて補正量を求める構成にしても同様な効果が得られる。この場合には、補正量を求めるための関数もしくはテーブルを図１１に示した状態から変更する必要がある。
【００６０】
また、図１０に示したステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９における位置偏差Δθ（ｎ）、実速度ωＭ（ｎ）の検出タイミング及び制御ゲインの補正タイミングは位置指令完了時点となるよう構成しているが、厳密に位置指令完了時点である必要はなく、位置指令完了時点近傍もしくはゲイン切替フラグがＯＦＦとなる時点近傍であってもよい。
図１０のステップＳ１６、Ｓ１７において、補正量Ｑｃ４１、Ｑｃ４２、Ｑｃ４３、Ｑｃ５１、Ｑｃ５２、Ｑｃ５３を図１１及び図１２から求めるよう説明したが、本発明は比Δθ／θｓと比Δθ／ωＭを引数とするものに限定されるものではなく、位置偏差Δθと基準位置偏差Δθｓとの大小関係と、位置偏差Δθと実速度ωＭとの大小関係とを引数とした関数もしくはテーブルを用いてもよい。また、位置指令完了時点以降では位置指令θ＊＝０であるので、ステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７では位置偏差Δθの代わりに実位置θＭを演算に用いてもよい。
【００６１】
また、図１０のステップＳ１における実速度ωＭ（ｎ）の算出には、速度オブザーバなど他の手法を用いて算出してもよい。
また、実施の形態２におけるステップＳ１９では、乗算による制御ゲインの補正を行っているが、加算により補正を行うよう構成しても良い。
また、ステップＳ１６、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９で第１位置比例ゲインＫｐｐ１、第１速度比例ゲインＫｖｐ１、第１速度積分時定数Ｔｖｉ１のすべてを補正しているが、３つのゲインのうちいずれか１つ以上を補正するものであればよい。この場合、保持する基準制御ゲインは補正を行う制御ゲインのみでよい。
また、図１０のフローチャートでは、指令完了時点から静止状態に入るまでの期間に制御ゲインを補正した値に設定し、静止状態になったとき基準制御ゲインに戻しているが、補正した制御ゲイン設定値は次の位置指令θ＊の動作パターンが終了する時点近傍までに基準制御ゲインに戻るよう構成されていればよい。
【００６２】
なお、実施の形態２においては、図１０のフローチャートに示したようにステップＳ１５では位置偏差Δθ（ｎ）と基準位置偏差Δθｓとの比較処理を行っていたが、この処理がなくても同様の効果を得ることが可能である。この場合には、ステップＳ１６で比Δθ（ｎ）／Δθｓの引数のとれる範囲を広くすることで対応できる。なお、この場合、図１１に示した引数と補正量との関係をテーブルで構成すると、テーブルのサイズは大きくなる。
また、移動量が小さい場合、制御対象が振動を励起しやすくなるという現象があまり見られない状態では、ステップＳ１６を省略することができる。この場合には、ステップＳ１８も省略し、ステップＳ１９の演算を下記式（８）とする。
【００６３】
【数８】
0003809097.tif 000009
【００６４】
また、移動量が小さい場合において、制御対象が振動を励起しやすくなるという現象が支配的であり問題になるときは、ステップ１７を省略することができる。この場合には、ステップＳ１８も省略し、ステップＳ１９の演算を下記式（９）とする。
【００６５】
【数９】
0003809097.tif 000010
【００６６】
また、図１０におけるステップＳ１５、Ｓ１６、Ｓ１７、Ｓ１８では、比Δθ（ｎ）／Δθｓ及び比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を用いてそれぞれ別々で補正量を求めているが、補正量を求める際に比Δθ（ｎ）／θｓ及び比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を引数とする２次元テーブルを用いてもよい。
また、図８に示すような速度マイナーループを構成しないブロック構成においても、位置指令完了時点近傍での位置偏差Δθ（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）との大小関係を用いて、つまり図１０におけるステップＳ１２からＳ１９の演算を処理に含めることにより制御ゲインの自動調整を行うことが可能である。
【００６７】
≪実施の形態３≫
次に、本発明に係る実施の形態３のサーボモータの制御装置について添付の図面を参照しつつ説明する。本発明に係る実施の形態３のサーボモータの制御装置における構成は、図１に示した実施の形態１の制御ブロックの構成と同じである。従って、以下の実施の形態３の説明において図１の制御ブロック図の符号を用いて説明する。
本発明に係る実施の形態３のサーボモータの制御装置は、位置指令出力部１から出力される位置指令θ＊と制御対象１３の実位置θＭとを素早く一致させ、且つ、位置指令θ＊の動作パターンが頻繁に変わる場合でも常に振動やオーバーシュートがないようリアルタイムでゲインを自動調整している。この自動調整を、実施の形態３においては位置指令出力時間Ｔｍと、位置偏差Δθと実速度ωＭとの大小関係とに基づき行っている。
【００６８】
実施の形態３の基本的な考え方は、実施の形態２とほぼ同じであるため詳細な説明は省略する。但し、実施の形態３と実施の形態２とは、指令パターンの長さの検出方法が異なっている。実施の形態２では位置指令完了時点近傍での位置偏差Δθを観測することにより指令パターンが短いか否かを検出していたが、実施の形態３では位置指令の出力時間を観測することにより指令パターンが短いか否かを検出しており、この点のみが実施の形態３と実施の形態２とは異なる。
本発明に係る実施の形態３のサーボモータの制御装置の構成は、前述のように実施の形態１と同様であるため、その説明は省略する。但し、実施の形態３の係数調整部１１の演算方法のみが実施の形態１の係数調整部１１の演算方法と異なる。なお、サーボドライバ１２ではマイクロコンピュータを用いたディジタル制御を行っており、所定の周期毎に演算を行う。以下の説明において、添字で示した（ｎ）は今回の制御周期での値を表し、（ｎ−１）は前回の制御周期での値を表す。
【００６９】
次に、本発明に係る実施の形態３のサーボモータの制御装置の動作について説明する。なお、以下の動作説明において、位置指令θ＊の動作パターン、つまり移動距離は変動することを前提とする。
まず、基準とする移動距離での最適制御ゲイン、つまり整定時間が短く、振動やオーバーシュートが小さい制御ゲインを基準制御ゲインとして保持する。保持する制御ゲインは第１位置比例基準ゲインＫｐｐ１ｓ、第１速度比例基準ゲインＫｖｐ１ｓ、第１速度比例基準時定数Ｔｖｉ１ｓである。
次に、その時の基準とした移動距離での位置指令θ＊の出力時間もしくは所定の時間を基準出力時間Ｔｍｓとして保持する。基準とする移動距離は、変動する移動距離のうち長い方の移動距離とする。
【００７０】
次に、各演算サイクルにおける処理について説明する。図１３に１回の演算サイクルのフローチャートを示す。図１３において、ステップＳ２０及びステップＳ２１以外の処理は前述の実施の形態１及び実施の形態２における処理と同じであるため、その説明は省略する。
ステップＳ２０では今回の位置指令θ＊（ｎ）の出力時間Ｔｍ（ｎ）が基準出力時間Ｔｍｓより小さいか否かを判別する。出力時間Ｔｍ（ｎ）が基準出力時間Ｔｍｓより大きい場合には、実施の形態１における基本的な考え方で述べたが、移動量が十分長いため制御対象１３が振動を励起しないのでゲイン補償は行わずステップＳ６に進む。一方、出力時間Ｔｍ（ｎ）が基準出力時間Ｔｍｓより小さい場合には、ゲイン補償を行うためにステップＳ２１に進む。
【００７１】
ステップＳ２１では出力時間Ｔｍ（ｎ）と基準出力時間Ｔｍｓとの比Ｔｍ（ｎ）／Ｔｍｓを引数として、図１４に示すような所定の規則に従って補正量Ｑｃ４１、Ｑｃ４２、Ｑｃ４３を決定する。図１４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、出力時間Ｔｍ（ｎ）と基準出力時間Ｔｍｓとの比Ｔｍ（ｎ）／Ｔｍｓと、補正量（Ｑｃ４１、Ｑｃ４２、Ｑｃ４３）との関係を示したグラフである。具体的には、比Ｔｍ（ｎ）／Ｔｍｓを引数とした関数もしくはテーブルから補正量Ｑｃ４１、Ｑｃ４２、Ｑｃ４３を決定する。
【００７２】
以上のように処理することにより、実施の形態３の制御装置においては、図１５の（ｂ）に示すように位置指令θ＊の動作パターンが頻繁に変わる場合であっても、常に振動やオーバーシュートが小さくなるようゲインを自動調整することができる。なお、図１５の（ａ）に示した状態は、本発明に係る制御装置の機能を入れない場合であり、位置指令θ＊の動作パターンが頻繁に変わる場合には、振動やオーバーシュートが生じている。一方、図１５の（ｂ）に示した状態においては、本発明に係る実施の形態３で説明したように常時制御ゲインを補正することにより、常に振動やオーバーシュートが小さくなっている。
【００７３】
なお、ステップＳ２１では比Ｔｍ（ｎ）／Ｔｍｓを引数として補正量Ｑｃ４１、Ｑｃ４２、Ｑｃ４３を求めているが、引数として上記の比の代わりにＴｍ（ｎ）を用いて補正量を求める構成にしても同様な効果が得られる。この場合には、補正量を求めるための関数もしくはテーブルを図１４に示したものから変更する必要があるのは言うまでもない。
また、図１３のステップＳ１４、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９において、Ｔｍ（ｎ）、Δθ（ｎ）、ωＭ（ｎ）の検出タイミング及び制御ゲインの補正タイミングは、位置指令完了時点となるよう構成しているが、本発明においては厳密に位置指令完了時点である必要はなく、位置指令完了時点近傍もしくはゲイン切替フラグがＯＦＦとなる時点近傍であってもよい。
また、図１３のステップＳ２１、Ｓ１７において補正量Ｑｃ４１、Ｑｃ４２、Ｑｃ４３、Ｑｃ５１、Ｑｃ５２、Ｑｃ５３を図１４及び図１２から求める際は、厳密に比Ｔｍ（ｎ）／Ｔｍｓと比Δθ（ｎ）／ωＭを引数とする必要はなく、出力時間Ｔｍ（ｎ）と基準出力時間Ｔｍｓとの大小関係と、Δθ（ｎ）とωＭ（ｎ）との大小関係を引数とした関数もしくはテーブルを用いてもよい。
【００７４】
また、位置指令完了時点以降では位置指令θ＊＝０であるので、上記の演算で用いる位置偏差Δθ（ｎ）の代わりに実位置θＭ（ｎ）を用いてもよい。
また、図１３のステップＳ１における実速度ωＭ（ｎ）の算出には、速度オブザーバなど他の手法を用いて算出してもよい。
また、図１３のステップＳ１９では乗算による制御ゲインの補正を行っているが、加算で補正するよう構成しても良い。
また、図１３のステップＳ２１、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９において、第１位置比例ゲインＫｐｐ１、第１速度比例ゲインＫｖｐ１、第１速度積分時定数Ｔｖｉ１のすべてを補正しているが、３つのゲインのうちいずれか１つ以上を補正するものであればよい。この場合、保持する基準制御ゲインは補正を行う制御ゲインのみでよい。
また、図１３のフローチャートでは、指令完了時点から静止状態に入るまでの期間に制御ゲインを補正した値に設定し、静止状態になったら基準制御ゲインに戻しているが、補正した制御ゲイン設定値は次の位置指令θ＊の動作パターンが終了する時点近傍までに基準制御ゲインに戻るよう構成されていればよい。
【００７５】
また、実施の形態３においては、図１３のステップＳ２０の処理を省略することが可能である。この場合、ステップＳ１６において引数としての比Ｔｍ（ｎ）／Ｔｍｓのとれる範囲を広くすることで対応することができる。なお、この場合には、図１４の引数と補正量との関係をテーブルで構成すると、テーブルのサイズは大きくなる。
また、移動量が小さい場合に制御対象が振動を励起しやすくなるという現象があまり見られない場合には、ステップＳ２１を省略することが可能である。この場合には、ステップＳ１８も省略し、ステップＳ１９の演算を下記式（１０）とする。
【００７６】
【数１０】
0003809097.tif 000011
【００７７】
また、移動量が小さい場合に制御対象が振動を励起しやすくなるという現象が支配的であり問題になる場合には、ステップ１７を省略することが可能である。この場合には、ステップＳ１８も省略し、ステップＳ１９の演算を下記式（１１）とする。
【００７８】
【数１１】
0003809097.tif 000012
【００７９】
また、実施の形態３のステップＳ２０、Ｓ２１、Ｓ１７、Ｓ１８では比Ｔｍ（ｎ）／Ｔｍｓ及び比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）をそれぞれ別々で補正量を求めているが、補正量を求める際に比Ｔｍ（ｎ）／Ｔｍｓ及び比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を引数とする２次元テーブルを用いてもよい。
また、図８に示すような速度マイナーループを構成しないブロック構成においても、位置指令完了時点近傍での位置偏差Δθ（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）との大小関係を用いて、つまり図１３におけるステップＳ１２、Ｓ１３、Ｓ１４、Ｓ２０、Ｓ２１、Ｓ１７、Ｓ１８、Ｓ１９の演算を処理に含めることにより制御ゲインの自動調整を行うことが可能である。
【００８０】
≪実施の形態４≫
次に、本発明に係る実施の形態４のサーボモータの制御装置について添付の図面を参照しつつ説明する。図１６は本発明に係る実施の形態４のサーボモータの制御装置における制御ブロック図である。本発明に係る実施の形態４のサーボモータの制御装置における構成は、図１に示した実施の形態１の制御ブロックの構成における係数調整部１１と図１６におけるゲイン切替タイミング調整部１４が入れ替わる点以外は同じである。したがって、以下の実施の形態４の説明において図１の制御ブロック図の符号を用いて説明する。
【００８１】
本発明に係る実施の形態４のサーボモータの制御装置においては、ゲイン切替の切替タイミングを整定時間が短くなるよう自動調整している。この自動調整を、実施の形態４においては位置偏差Δθと実速度ωＭとの大小関係に基づき行っている。
次に、本発明に係る実施の形態４の基本的な考え方を説明する。
図１７はゲイン切替を行わない場合の応答を示す波形図である。位置指令完了時点近傍以降での位置指令Δθと実速度ωＭとの比Δθ／ωＭは、時間により異なるという現象がある。
【００８２】
図１８はある所定の完了時点（初期状態時点）での位置偏差Δθと実速度ωＭとの比が異なる時の、位置偏差Δθの応答を示す３つの波形である。３つの波形とも位置指令θ＊の初期状態時点以降の制御ゲインは同じである。図１８において、実線で示す波形は位置偏差Δθと実速度ωＭとの比（Δθ／ωＭ）が大きいときであり、細い破線で示す波形は位置偏差Δθと実速度ωＭとの比（Δθ／ωＭ）が小さいときである。また、太い破線で示す波形は位置偏差Δθと実速度ωＭとの比（Δθ／ωＭ）がその中間であるときである。
図１８に示すように、制御ゲインが同一であっても位置偏差Δθの初期値と実速度ωＭの初期値との大小関係（比）によって、初期状態以降の応答のオーバーシュート量、振動振幅が変わってくるという現象がある。
従って、上記の二つの現象に基づき、実施の形態４においては、位置指令完了時点近傍以降で比Δθ／ωＭが最も適切、つまりオーバーシュートが小さく振動の少ないタイミングでゲイン切替を自動的に行っている。
【００８３】
次に、本発明に係る実施の形態４のサーボモータの制御装置の構成を説明する。
図１６に示すように、実施の形態４のサーボドライバ１２にはゲイン切替タイミング調整部１４が設けられている。その他の構成は、前述の図１に示した実施の形態１の構成と同じであるため、その説明は省略する。なお、サーボドライバ１２はマイクロコンピュータを用いたディジタル制御を行っており、所定の周期毎に演算を行う。
以下の説明において添字で示した（ｎ）は今回の制御周期での値を表しており、（ｎ−１）は前回の制御周期での値を表している。
【００８４】
次に、本発明に係る実施の形態４のサーボモータの制御装置の動作について説明する。
実施の形態４ではゲイン切替を行うことを前提としている。実施の形態４のゲイン切替は、図５に示すようにゲイン切替フラグがＯＮの場合に第２制御ゲインを用い、ＯＦＦの場合に第１制御ゲインを用いる。ゲイン切替フラグがＯＮ状態となるタイミングは、位置指令θ＊開始時点とする。
【００８５】
図１９は実施の形態４における１回の演算サイクルのフローチャートである。まず、図１９のステップＳ１では位置指令θ＊（ｎ）と実位置θＭ（ｎ）の読込、位置偏差Δθ（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）の演算を行う。詳細な説明は前述の実施の形態１と同じ処理であるため省略する。
次に、ステップＳ２２では位置指令完了時点であるか否かを判別する。位置指令完了時点である場合はゲイン切替タイミング設定処理のためステップＳ２３、Ｓ２４に進む。ステップＳ２３においては位置偏差Δθ（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）との比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を引数として、図２０に示した所定の規則に従って補正量Ｑｃ７１を決定する。図２０は比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）と補正量Ｑｃ７１との関係を示すグラフである。具体的には、比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を引数とした関数もしくはテーブルから補正量Ｑｃ７１を決定する。
【００８６】
図１９のステップＳ２４ではタイマーがセットされ、そのカウント値を補正量Ｑ７１と設定し、ステップＳ２５に進む。ステップＳ２２において、位置指令完了時点でないと判別した場合には、ステップＳ２２からステップ２５に進む。
ステップＳ２５、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８、Ｓ２９ではゲイン切替フラグのＯＮ、ＯＦＦを決定する。ステップＳ２５においては、位置指令θ＊（ｎ）の有無を判別する。位置指令が存在するとき、つまり位置指令θ＊（ｎ）の変動が有れば、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６においてはゲイン切替フラグをＯＮとして、ステップＳ６に進む。
【００８７】
ステップＳ２５において位置指令が存在しないとき、つまり位置指令θ＊（ｎ）の変動がなかったと判別した場合には、ステップＳ２７に進む。ステップＳ２７ではステップＳ２４でセットしたタイマーがカウント中であるか否かを判別する。カウント中であればステップＳ２８に進み、ステップＳ２８ではゲイン切替フラグをＯＮとし、ステップＳ６に進む。ステップＳ２７でタイマーがカウント中でないと判別されればステップ２９に進む。ステップＳ２９ではゲイン切替フラグをＯＦＦとし、ステップＳ６に進む。
ステップＳ６からステップＳ１１までの処理は、前述の図３の実施の形態１と同じ処理であるため、その説明は省略する。
【００８８】
以上の演算処理を行うことにより、ゲイン切替タイミングの自動調整が可能となる。その結果、図２１の（ｂ）に示すように整定時間が短く、オーバーシュートや振動の小さい応答を実現することが可能となる。図２１の（ａ）は本発明に係る制御装置の上記機能がない場合であり、ゲイン切替タイミングが適切でない状態を示す。図２１の（ｂ）は実施の形態４により適切にゲイン切替タイミングが設定された場合の応答波形である。
【００８９】
なお、実施の形態４におけるステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４のゲイン切替タイミングを調整する処理を上記では位置指令完了時点で行っているが、これらのステップの処理は厳密に位置指令完了時点である必要はなく、位置指令完了時点近傍で行えばよい。
また、実施の形態４において、ステップＳ２５、Ｓ２６ではゲイン切替フラグをＯＮにするタイミングが位置指令開始時点となっているが、ゲイン切替フラグをＯＮにするタイミングは位置指令開始時点近傍であればよい。
また、図１９のステップＳ２３において補正量Ｑｃ７１を図２１から求める際は、厳密に比Δθ（ｎ）／ωＭ（ｎ）を引数とする必要はなく、Δθ（ｎ）とωｍ（ｎ）との大小関係を引数とした関数もしくはテーブルを用いてもよい。
また、位置指令完了時点以降では位置指令θ＊＝０であるので、ステップ２３の処理では、Δθ（ｎ）の代わりに実位置θＭ（ｎ）を用いてもよい。
また、図１９のステップＳ２３における実速度ωＭ（ｎ）の算出には、速度オブザーバなどの他の手法を用いて算出してもよい。
【００９０】
図２２は実施の形態４の他の制御装置における１回の演算サイクルのフローチャートである。図２２のフローチャートは、図１９のフローチャートのステップＳ２２とステップＳ２３との間にステップＳ３０の処理を加えたものである。ステップＳ３０において、位置偏差Δθ（ｎ）に基づき図２３に示すような所定の規則に従って補正量Ｑｃ８１を決定する。ステップＳ２４で設定するタイマーのカウント値は、図２０に示した補正量Ｑｃ７１と図２３に示した補正量Ｑｃ８１の両方の値に基づき決定してもよい。これにより更なる整定時間の短縮及び振動やオーバーシュートの低減が可能となる。
【００９１】
なお、実施の形態１、または実施の形態２、または実施の形態３の制御ゲイン自動調整機能を組合わせて、本発明に係るサーボモータの制御装置のゲイン切替タイミング自動調整機能を構成することにより、更なる整定時間の短縮及び振動やオーバーシュートの低減を図ることが可能となる。
また、図８に示したような速度マイナーループを構成しない制御ブロック構成においても、位置指令完了時点近傍での位置偏差Δθ（ｎ）と実速度ωＭ（ｎ）の大小関係（比）を用いて、つまり図１９におけるステップＳ２２からＳ２９の演算処理を含めることによりゲイン切替タイミングの自動調整が可能であり、オーバーシュートや振動の少ない応答を実現することができる。
【００９２】
【発明の効果】
以上、実施の形態について詳細に説明したところから明らかなように、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法は次の効果を有する。
本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法によれば、位置指令完了時近傍における位置偏差、実位置、実速度等の状態量からそれ以降の応答を予測し、制御ゲインの補正を行うことにより、制御ゲインの自動調整を可能としている。
また、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法によれば、位置指令完了時点近傍の状態量を調整するとともに、ゲイン調整方法を切替ることにより最適なゲイン制御を行い、更に整定時間が短く振動やオーバーシュートの小さい応答を実現することができる。
また、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法においては、速度フィードフォワードゲインを自動調整することにより、調整の自由度が広がり更なる応答の改善が可能となる。
【００９３】
また、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法によれば、位置指令完了時近傍の位置偏差Δθと実速度ωＭの大小関係から、それ以降の応答を予測して、直ちに制御ゲインの修正を行い、位置指令の動作パターンが変動しても、リアルタイムで制御ゲインを自動調整され、常にオーバーシュートや振動の少ない応答を得ることができる。
また、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法においては、位置指令完了時の位置偏差Δθを用いてショートストローク時の振動に対する補償を行うことにより、更なる応答の改善が実現される。
また、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法によれば、位置偏差Δθの基準値Δθｓを保持することにより、制御ゲイン補正の必要のない動作パターンに対しては補正を行うことなく、補正量演算処理に用いるテーブルのサイズを小さく構成することが可能となる。
また、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法においては、位置指令出力時間Ｔｍを用いてショートストローク時の振動に対する補償を行うことにより、更なる応答の改善が実現される。
【００９４】
また、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法によれば、位置指令出力時間Ｔｍの基準値Ｔｍｓを保持することにより、制御ゲイン補正の必要のない動作パターンに対しては補正を行わず、補正量演算に用いるテーブルのサイズを小さく構成することが出来る。
また、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法によれば、位置指令完了時点近傍の位置偏差Δθと実速度ωＭの大小関係から最適なゲイン切替タイミングを予測し、ゲイン切替タイミングを自動調整をすることにより、常に整定時間が短く振動やオーバーシュートの小さい応答を実現することができる。
また、本発明に係るサーボモータの制御装置及び制御方法によれば、位置指令完了時点近傍の位置偏差Δθを最適ゲイン切替タイミングの予測に用いることにより、更に整定時間が短く振動やオーバーシュートの小さい応答を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施の形態１のサーボモータの制御装置の構成を示す制御ブロック図である。
【図２】本発明に係る実施の形態１の基本的な考えた方を説明するための図である。
【図３】本発明に係る実施の形態１における動作を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る実施の形態１における引数と補正量との関係を示したグラフである。
【図５】本発明に係る実施の形態１におけるゲイン切替フラグの説明図である。
【図６】本発明に係る実施の形態１における効果を示した波形図である。
【図７】本発明に係る実施の形態１における動作を示すフローチャートである。
【図８】本発明に係る実施の形態１のサーボモータの制御装置の構成を示す制御ブロック図である。
【図９】本発明に係る実施の形態２におけるサーボモータの制御装置を適用しない場合の波形図（ａ）と、適用した場合の波形図（ｂ）である。
【図１０】本発明に係る実施の形態２における動作を示すフローチャートである。
【図１１】本発明に係る実施の形態２における引数と補正量との関係を示したグラフである。
【図１２】本発明に係る実施の形態２における引数と補正量との関係を示したグラフである。
【図１３】本発明に係る実施の形態３における動作を示すフローチャートである。
【図１４】本発明に係る実施の形態３における引数と補正量との関係を示したグラフである。
【図１５】本発明に係る実施の形態３におけるサーボモータの制御装置を適用しない場合の波形図（ａ）と、適用した場合の波形図（ｂ）である。
【図１６】本発明に係る実施の形態４のサーボモータの制御装置の構成を示す制御ブロック図である。
【図１７】本発明に係る実施の形態４の基本的な考えた方を説明するための波形図である。
【図１８】本発明に係る実施の形態４の基本的な考えた方を説明するための波形図である。
【図１９】本発明に係る実施の形態４における動作を示すフローチャートである。
【図２０】本発明に係る実施の形態４における引数と補正量との関係を示したグラフである。
【図２１】本発明に係る実施の形態４におけるサーボモータの制御装置を適用しない場合の波形図（ａ）と、適用した場合の波形図（ｂ）である。
【図２２】本発明に係る実施の形態４における動作を示すフローチャートである。
【図２３】本発明に係る実施の形態４における引数と補正量との関係を示したグラフである。
【図２４】従来のサーボモータの制御装置の構成を示す制御ブロック図である。
【図２５】従来のサーボモータの制御装置における位置指令を示す波形図（ａ）、その微分を示す波形図（ｂ）、及び位置偏差を示す波形図（ｃ）である。
【図２６】従来の制御ゲイン自動調整方法の説明をするための波形図である。
【図２７】サーボモータの制御装置における位置偏差の状態を示す波形図である。
【符号の説明】
１  位置指令出力部
２  速度フィードフォワード部
３  位置偏差演算部
４  位置制御部
５  速度指令作成部
６  速度偏差演算部
７  速度制御部
８  電流制御部
９  位置検出部
１０  速度検出部
１１  係数調整部
１２  サーボドライバ
１３  制御対象
１４  ゲイン切替タイミング調整部
【図１】
0003809097.tif 000013
【図２】
0003809097.tif 000014
【図３】
0003809097.tif 000015
【図４】
0003809097.tif 000016
【図５】
0003809097.tif 000017
【図６】
0003809097.tif 000018
【図７】
0003809097.tif 000019
【図８】
0003809097.tif 000020
【図９】
0003809097.tif 000021
【図１０】
0003809097.tif 000022
【図１１】
0003809097.tif 000023
【図１２】
0003809097.tif 000024
【図１３】
0003809097.tif 000025
【図１４】
0003809097.tif 000026
【図１５】
0003809097.tif 000027
【図１６】
0003809097.tif 000028
【図１７】
0003809097.tif 000029
【図１８】
0003809097.tif 000030
【図１９】
0003809097.tif 000031
【図２０】
0003809097.tif 000032
【図２１】
0003809097.tif 000033
【図２２】
0003809097.tif 000034
【図２３】
0003809097.tif 000035
【図２４】
0003809097.tif 000036
【図２５】
0003809097.tif 000037
【図２６】
0003809097.tif 000038
【図２７】
0003809097.tif 000039