JPH0192814A - サーボ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は、サーボ制御装置に関し、特にモータ装置の機
械特性および電気特性のみを用い伝達部材を介して被駆
動部材に印加された負荷からモータ装置に与えられる作
用力を補償しつつ被駆動部材が目標軌道を目標速度で追
従するようモータ装置を制御するサーボ制御装置に関す
るものである。

［従来の技術］ 従来この種のサーボ制御装置としては、モータ装置、伝
達部材および被駆動部材の全ての機械特性および電気特
性を用いて作成した特性方程式にしたがって前記モータ
装置および伝達部材を適宜に制御することにより前記被
駆動部材に目標軌道を目標速度で追従せしめるものか提
案されていた。

［解決すべき問題点］ しかしながら従来のサーボ制御装置では、モータ装置、
伝達部材および被駆動部材の全ての機械特性および電気
特性を考慮する必要かあったのて、（ｉ）考慮すべき変
数か多く、ひいては小型化てきず制御動作を高速化でき
ない欠点かあり、また（ｉｉ）設計に多大の労力および
時間を必要とする欠点かあり、しかも（ｉｉｉ）モータ
装賃、伝達部材および被駆動部材が異なるごとに設計を
反復する必要があフて共通化できず汎用性に欠ける欠点
もあった。

また従来のサーボ制御装置では、モータ装置。

伝達部材および被駆動部材の全ての機械特性および電気
特性を完全に把握することまては実際上不可能てあった
ので、利得の高いフィードバック制御に依存せざるを得
す、結果的に被駆動部材を所望の目標軌道にそって所望
の目標速度で追従せしめることか困難となる欠点があっ
た。

そこで本発明は、これらの欠点を除去し、被駆動部材に
印加された負荷から伝達部材を介してモータ装置に与え
られる作用力をモータ装置の機械特性および電気特性の
みを用いて補償しつつ被駆動部材が目標軌道を目標速度
で追従するようモータ装置を制御するサーボ制御装置を
提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、［伝達部
材を介して被駆動部材に連結されたモータ装置を前記被
駆動部材か目標軌道を目標速度で追従するように制御す
るサーボ制御装置において、 （ａ）前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
加速度を設定し、 前記目標位置、目標速度および目 標加速度を用いて目標値を作成す る目標設定回路と、 （ｂ）前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
されており、前記 目標値に応じて前記モータ装置の 規範位置および規範速度を決定す る規範動作回路と、 （ｃ）前記モータ装置の実位置および規範位置から位置
偏差を作成し、か つ前記モータ装置の実速度および 規範速度から速度偏差を作成する 偏差発生回路と、 （ｄ）前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
れており、前記位 置偏差および速度偏差に応じて前 記モータ装置に印加される作用力 に対する推定補償値を作成する推 定補償回路と、 （ｅ）前記偏差発生回路の出力端と前記推定補償回路の
出力端との間に挿 入されており、前記位置偏差およ び速度偏差と前記モータ装置のパ ラメータ、パラメータの誤差およ び前記推定補償値と作用力との間 の誤差とに応じて前記作用力に対 する誤差補償値を作成し前記推定 補償回路に対して与えて推定補償 値を修正せしめる誤差補償回路 と、 （ｆ）前記モータ装置の実位置および 実速度から前記規範動作回路て決 定された規範位置および規範速度 に対するフィードバック補償値を 作成するフィードバック補償回路 と、 （ｇ）前記目標設定回路、推定補償回 路、誤差補償回路およびフィード バック補償回路の出力端に対し入 力端が接続されかつ出力端が前記 モータ装置の制御入力端に接続さ れており、前記目標値と推定補償 値と誤差補償値とフィードバック 補償値とから前記モータ装置に対 する制御電圧を作成する制御電圧 発生回路と を備えてなることを特徴とするサーボ制御装置」 である。

［作用］ 本発明にかかるサーボ制御装はは、目標設定回路により
モータ装置の目標位置、目標速度および目標加速度に応
じて目標値を作成し、その目標値に応じて規範動作回路
によりモータ装置の規範位置ふよび規範速度を決定し、
偏差発生回路により前記モータ装置の実位置および規範
位置から位置偏差を作成しかつ前記モータ装この実速度
および　　　□規範速度から速度偏差を作成し、推定補
償回路に　　　・より前記位置偏差および速度偏差に応
じて前記　　　１モータ装置に印加される作用力に対す
る推定補償値を作成し、誤差補償回路により前記位置偏
差お　　　１よび速度偏差と前記モータ装置のパラメー
タ、パラメータの誤差および前記推定補償値と作用力と
の間の誤差とに応じて前記作用力に対する誤差補償値を
作成し前記推定補償値回路に対して与えて　　　ノ推定
補償値を修正せしめ、フィードバック補償回路により前
記モ゛−タ装置の実位置および実速度から前記規範動作
回路て決定された規範位置および規範速度に対するフィ
ードバック補償値を作成し、制御電圧発生手段により前
記目標値と推定補償値と誤差補償値とフィードバック補
償値とから前記モータ装置に対する制御電圧を作成する
作用をなしており、ひいては（ｉ）伝達部材および被駆
動部材の機械特性および電気特性を全く考慮することな
くモータ装置の機械特性およびＴＬ電気特性みを用いて
前記作用力を補償しつつ前記モータ装置を制御するのみ
で被駆動部材の制御を達成する作用をなし、結果的に（
ｉｉ）小型化および制御動作の高速化を実現する作用を
なし、また（ｉｉｉ）設計を共通化ないし簡潔化する作
用をなし、併せて（ｉｖ）汎用化を達成する作用もなす
。

［実施例］ 次に本発明について、添付図面を参照しつつ実窺例を挙
げ具体的に説明する。

第１図は、本発明にかかるサーボ制御装置の−実施例を
示す回路図である。

まず本発明にかかるサーボ制御装置の一実施例について
、その構成を詳細に説明する。以下の説明では説明を簡
潔とするために、位置、速度および加速度が、それぞれ
回転位置２回転速度および回転加速度についてのみ説明
されているが、本発明は、これらに限定されるものでは
なく、一般の位置、速度および加速度について適用でき
る。

艮はモータ装置並の制御入力端２０ａに対して出力端が
接続された本発明のサーボ制御装置で、ギアなどの伝達
部材（図示せず）を介してモータ装置赳の出力軸に連結
された多関節ロボットアームなどの被駆動部材（図示せ
ず）の目標軌道および目標速度に対応したモータ葺置並
の目標動作を指令するための目標値τｄを発生する目標
設定回路用と、目標設定回路用の出力端に接続されてお
りモータ装置並の規範動作を決定する規範動作回路並と
、モータ装置並の検出端２０ｂ、２０ｃに接続されてお
りモータ装置並の実位置（ここでは実回転位置０）およ
び実速度（ここでは実回転速度θ）から規範動作回路並
で決定された規範動作すなわち規範位置（ここては規範
回転位置θ１）および規範速度（ここでは規範回転速度
θ、）に対するフィードバック補償値？。を発生するフ
ィードバック補償回路廷と、モータ装置刈の検出端２０
ｂ。

２０ｃと規範動作回路凹の出力端とに接続されており回
転位置偏差ｅおよび回転速度偏差ｅを発生する偏差発生
回路Ｕと、偏差発生回路朋の出力端に接続されており作
用力ｆに対する推定補償値ｉを発生する推定補償回路Ｕ
と、目標設定回路凹の出力端とフィードバック補償回路
利の出力端と推定補償回路Ｕの出力端とに対し入力端が
接続されかつ出力端がモータ装置ｚｏの制御入力端２０
ａに接続されており目標値でｄとフィードバック補償値
１０と推定補償値ｉと誤差補償値？ｅから制御電圧Ｕを
発生する制御電圧発生回路靭と、偏差発生回路並の出力
端と推定補償回路基の入力端および制御電圧発生回路観
の入力端との間に挿入されておりモータ装置並の実動作
と規範動作との間の誤差を補償するために作用力ｆに対
する誤差補償値１８を発生し推定補償回路Ｕに対し推定
補償値ｉを修正せしめかつ制御電圧発生回路観に対し制
御電圧Ｕを修正せしめる誤差補償回路並とを包有してい
る。

モータ装置並は、一般にその実特性関数すなわち実動特
性方程式がパラメータすなわち作用力ｆ、実回転速度θ
、実回転加速度ｉ、実回転位置θ、逆起電力定ａａおよ
び伝達特性ｃ８を用いてθ　＝−ａθ＋ｃ”ｕ＋ｆ と表現できる。このためモータ装置並は、サーボ制御装
置すの出力端に入力端（すなわち制御入力端２０ａ）が
接続されておりサーボ制御装Ｍ刊から与えられた制御電
圧Ｕを０１倍しｃ”ｕとして出力する入力利得ｃ１の増
幅器２１と、増幅器２１の出力端に対し十入力端が接続
されてｃ”ｕが与えられかつ他の十入力端が被駆動部材
に対し接続されて作用力ｆが与えられており出力端から
実回転加速度ｉを出力する加算器２２と、加算器２２の
出力端に対し入力端が接続されおり実回転加速度ｉに対
して演算子Ｓ−′を演算（すなわち実回転加速度ｉｔｔ
積分）して実回転速度θを出力する積分器２３と、積分
器２３の出力端に対し入力端が接続されており実回転速
度θに対して演算子ｓ−１を演算（すなわち実回転速度
θを積分）して実回転位置θを出力する他の積分器２４
と、積分器２３の出力端に対し入力端が接続され実回転
速度みに対して演算子ａを演算（すなわち実回転速度θ
をａ倍）してａδを出力し加算器２２の一入力端に与え
る増幅器２５とによって表現されている。ここでモータ
装ｄ並では、実回転位置θの時間的変化（すなわち実回
転速度θ）および実回転速度θの時間的変化（すなわち
実回転加速度ｉ）に比し制御電圧Ｕに対する増幅器２１
の伝達特性（すなわち入力利得）　ｃ　′″の時間的変
化が大きいため、その伝達特性ｃ１が一定とみなされて
いる。また逆起電力定数ａおよび伝達特性Ｃ″は、実回
転加速度ｉの係数を１とするためにモータ装置並の慣性
能率によって除された値である。

目標設定回路耳は、第１ないし第３の出力端３１ａ、　
３１ｂ、　３１ｃからそれぞれ被駆動部材の目標軌道お
よび目標速度に対応したモータ装Ｎ！！！の目標回転位
置θｄ、目標回転速度δ４および目標回転加速度ｉｄを
出力する目標設定器３１と、第１の出力端３Ｉａに接続
されており目標回転位置θｄを入８倍しλ１θ６として
出力する増幅器３２と、第２の出力端３１ｂに接続され
ており目標回転速度δ６をん２倍し入２θ６としそ出力
する増幅器３３と、第３の出力端３１ｃおよび増幅器３
２．３３の出力端に対し３つの手入力端がそれぞれ接続
されており目標回転加速度ｉｄとλ８倍された目標回転
位置θｄ　（すなわちλ１θｄ）とλ２倍された目標回
転速度１３ｄ　（すなわちλ２δｄ）とを互いに加算し
て目標値でｄ τｄ８　万、中入、θ６＋入、θ６ を出力する加算器３４とを包有している。ここてλ８．
入２は、モータ装置２０が目標回転位置θ６゜目標回転
速度み、および目標回転加速度ｄｄに到達するに要する
時間を決定するための係数であって、所望により適宜設
定すればよい。

規範動作回路並は、手入力端が目標設定回路用の出力端
すなわち加算器３４の出力端に接続されており目標値τ
６が入力される加算器４１と、加算器４１の出力端に接
続されており規範回転加速度ｉ。

に対して演算子ｓ−１を演算（すなわち規範回転加速度
ｉ、を積分）して規範回転速度σ、を出力する積分器４
２と、積分器４２の出力端と加算器４１の一入力端との
間に挿入されており規範回転速度δ。

をλ２倍しλ２δ、として加算器４１に与え目標値で６
から減算せしめる増幅器４３と、積分器４２の出力端に
接続されており規範回転速度δ、に対して演算子Ｓ〜１
を演算（すなわち規範回転速度θ、を積分）して規範回
転位置θヨを出力する他の積分器４４と、積分器４４の
出力端と加算器４１の他の一入力端との間に挿入されて
おり規範回転位置θ、をλ１倍しん、θ、とじて加算器
４１に与え目標値で６から減算せしめる他の増幅器４５
とを包有している。したがって規範動作回路便は、規範
特性関数すなわち規範動特性方程式 −ａ、＝−λ２θ、−人、θヨ＋で６ ひいては θ、＝０６ 二−人２　（θ１−θｄ） 一λ１　（θ、−〇−） を有しており、モータ装置並の規範動作すなわち所望の
動作特性を決定づけている。

フィードバック補償回路並は、モータ装置並の検出端２
０ｂに接続されてあり実回転位置θをλ。

倍しλ１θとして出力する増幅器５１と、モータ装置赳
の他の検出端２０ｃに接続されており実回転速力する他
の増幅器５２と、増幅器５１．５２の出力端に対してそ
れぞれ手入力端が接続されておりλ１０と（入、−ａ）
０とを互いに加算し規範動作回路凹で決定された規範動
作すなわち規範位置（ここでは規範回転位置θ、）およ
び規範速度（ここでは規範回転位置眞）に対するフィー
ドバック補償値？。

偏差発生回路観は、モータ装置並の検出端２０ｂに対し
手入力端が接続されかつ規範動作回路赳の積分器４４の
出力端に対し一入力端が接続されており実回転位置θと
規範回転位置θ、の間の差分すなわち回転位置偏差ｅ＝
（θ−θ、）を出力する加算器６１と、モータ装置並の
検出端２０ｃに対し手入力端が接続されかつ規範動作回
路赳の積分器４２の出力端に対し一入力端が接続されて
おり実回転速転速度偏差↓＝（δ−δ、）を出力する他
の加算器６２とを包有している。

推定補償回路憩は、偏差発生回路Ｕの出力端すなわち加
算器６１の出力端に対し入力端が接続されており回転位
ａ偏差ｅ＝（θ−θ、）に対し演算子（Ｓ＋ル）−１を
演算（すなわち回転位置偏差ｅ＝（θ−θ、）を積分）
して を出力するフィルタ７１と、フィルタ７１の出力端に対
し入力端が接続されておりフィルタ７１の出力を入１倍
し として出力する増幅器７２と、偏差発生回路並の他の出
力端すなわち加算器６２の出力端に対し入力端が接続さ
れており回転速度偏差ｅ＝（θ−θ、）に対し演算子（
ｓ　＋　ＪＬ）−’を演算（すなわち回転速度偏差ｅ＝
（θ−θ、）を積分）してを出力する他のフィルタ７３
と、フィルタ７３の出力端に対し入力端か接続されてお
りフィルタ７３の出力を（λ、−ル）倍し として出力する他の増幅器７４と、誤差補償回路廷の出
力端に対し入力端か接続されており作用力ｆに対する誤
差補償値ｉｅに対し演算子（ｓ＋ＩＬ）−’を演算（す
なわち誤差補償値１ｅを積分）して を出力するフィルタ７１Ａと、第１ないし第３の十入力
端かそれぞれ偏差発生回路並の他の出力端すなわち加算
器６２の出力端と増幅器７２．７４の出力端とに接続さ
れかつ一入力端かフィルタ７１Ａの出力端に対して接続
されており ＝（θ−θ、） を算出して作用力ｆに対する推定補償値ｊを用いて と表現し出力する加算器７５と、加算器７５の出力端に
対し入力端が接続されており加算器７５の出力を演算子
（ｓ＋ＩＬ）の演算（すなわち微分）によって（ｆ−？
）に変え出力する微分増幅器７６と、微分増幅器７６の
出力端に対して入力端が接続されており微分増幅器７６
の出力（ｆ−？）の符号が正のとき作用力ｆのａガ１の
蚊大杷刃１１１１　ｔ　ｌ□ヨを出力しかつ微分増幅器
７６の出力（ｆ−？）の符号が負のとき作用力ｆの微分
ンの最大絶対値＋　？　＋　、、、に負の符号を付して
出力（このときの出力を１９１゜、、　Ｓｉｇｎと示す
）するリレー回路７７と、リレー回路７７の出力端に対
し十入力端が接続されかつ他方の十入力端が誤差補償回
路凹の他の出力端に接続されており、リレー回路７７の
出力Ｉ　ｊ　Ｉ　ｗａａｘ　Ｓｉｇｎと誤差補償回路双
の出力する切替値ｇとを互いに加算して出力する加算器
７７Ａと、加算器７７Ａの出力端に対し入力端が接続さ
れかつ偏差発生回路観の出力端すなわち加算器６１の出
力端に対し他の入力端が接続されており回転位置偏差ｅ
＝（θ−θカ）が閾値５ＫＯＵ以上のとき加算器７７Ａ
の出力をそのまま出力しかつ回転位置偏差ｅ＝（θ−〇
、）が閾値５ＫＯＵ未満のとき加算器７７Ａの出力を回
転位置偏差ｅ＝（θ−θ、）に比例し調る比例飽和回路
７８と、比例飽和回路７８の出力端に対し入力端が接続
されており比例飽和回路７８に対し演算子Ｓ−１を演算
（すなわち比例飽和回路７８の出力を積分）して推定補
償値１として出力する積分器７９とを包有している。

制御電圧発生回路靭は、２つの手入力端かそれぞれ推定
補償値子刈の出力端と誤差補償回路凹の出力端とに接続
されており推定補償値子に対し誤差補償値？８を加算し
て出力する加算器８１と、目標設定回路邦の出力端すな
わち加算器３４の出力端に対し手入力端か接続されかつ
フィードバック補償回路刹の出力端すなわち加算器５３
の出力端に対し一入力端か接続されかつ加算器８１の出
力端に対し他の一入力端か接続されており ｕ’　：（，１−？、　−？−？ｅ ＝θ８＋入２０ｄ＋入□　０ｄ −（入、−ａ）θ−人、θ−１−？８ を出力する加算器８２と、加算器８２の出力端に対して
入力端が接続されかつ出力端がモータ装コ捜の制御入力
端２０ａに接続されており加算器８２の出力Ｕ！をＣ″
−１倍し制御電圧ｕ　＝ｃ　１１−１　ｕ　ＩＩとして
出力する乗算器８３とを包有している。

誤差補償回路凹は、偏差発生回路躾の出力端すなわち加
算器６１の出力端に対し入力端が接続されており回転位
置偏差ｅ＝（θ−０１）に対しこの回転位置偏差ｅを０
に収束せしめるに要する速さを決定するパラメータたる
演算子ψを演算して’ｆｅ＝９（θ−θ、） を出力する増幅器９１と、増幅器９１の出力端に対し手
入力端が接続されかつ他方の手入力端か偏差発生回路並
の出力端すなわち加算器６２の出力端に対して接続され
ており切替＆ｉｇ ｇ＝ｅ＋！ｅ＝（θ−θ−）＋ｆ　（０−θ、）゛を出
力する加算器９２と、加算器９２の出力端に入力端か接
続されており作用力ｆと推定補償値ｉどの間の誤差に応
じかつ切替値ｇの正負に応じて異なる２つの出力（二値
出力という）！。を出力する二値発生回路９３と、偏差
発生回路観の出力端すなわち加算器６１の出力端と加算
器９２の出力端とに対し２つの入力端がそれぞれ接続さ
れており回転位ｎ偏差ｅ＝（θ−θ、）と切替値ｇとの
乗算値ｇｅ＝ｇ　（θ−θ、） を出力する掛算器９４と、掛算器９４の出力端に対し入
力端か接続されており乗算値ｇｅ＝ｇ　ＣＯ−θ、）の
正負に応じて異なる２つの出力（二値出力という）！、
を出力する二値発生回路９５と、偏差発生回路並の出力
端すなわち加算器６ｚの出力端と加算器９２の出力端と
に対し２つの入力端がそれぞれ接続されており回転速度
偏差ｅ＝（０−θ、）と切替値ｇとの乗算値 ｇｅ＝ｇ　（θ−θ、） を出力する掛算器９６と、掛算器９６の出力端に対し入
力端か接続されており乗算値ｇｅ＝ｇ　Ｃ０−Ｍ、）の
正負に応じて異なる２つの出力（二値出力という）！２
を出力する二値発生回路９７と、偏差発生回路並の出力
端すなわち加算器６１の出力端と二値発生回路９５の出
力端とに対し２つの入力端がそれぞれ接続されており回
転位置偏差ｅ＝（θ−θ、）と二値出力中□との乗算値
’Ｐ＋ｅ＝’？□（θ−θ、） を出力する掛算器９８と、偏差発生回路印の出力端すな
わち加算器６２の出力端と二値発生回路９７の出力端と
に対し２つの入力端かそれぞれ接続されており回転速度
偏差ｅ＝（θ−０，）と二値出力！２との乗算値 ’ｌ’２ｅ＝　　’Ｉ’、（０−θ、）を出力する掛算
器９９と、二値発生回路９３の出力端と掛算器９８．９
９の出力端に対し３つの手入力端がそれぞれ接続されて
おり ！。＋！□ｅ十市２ｅ ＝　ψ。十！１　（θ−０１） ＋　！２　（θ−θ、） を算出して出力する加算器１００と、加算器１００の出
力端および加算器９２の出力端に対し２つの入力端かそ
れぞれ接続されかつ出力端が推定補償値子刊のフィルタ
７１Ａの入力端および制御電圧発生回路並の加算器８１
の入力端に対して接続されており切替値ｇ＝ｅ＋ψｅが
所定の閾値以上のとき加算器１００の出力をそのまま出
力しかつ切替値ｇ＝ｅ＋　’ＩＰ　ｅか所定の閾値未満
のとき加算器１００の出力をそのまま出力を切替値ｇ＝
ｅ＋ψｅに比例し調整して出力する比例飽和回路１０１
とを包有している、二値出力！。、中８．！２は、回転
位置偏差ｅおよび回転速度偏差二の最大値に基づいて算
定された値よりも大きな値に設定することにより、推定
補償回路Ｈによる推定補償値？と作用力ｆとの間の差分
＜ｆ−ｊ＞を０に収束せしめるよう機能する。

加えて本発明にかかるサーボ制御装置の一実施例につい
て、その作用を詳細に説明する。

目標設定回路凹において、目標設定器３１により被駆動
部材（図示せず）の目標軌道および目標速度に対応した
モータ装置並の目標回転位鐙θ６．目標回転速度δａＳ
よび目標回転加速度θ、を適宜に設定し、その目標回転
位置０および目標回転速度’ｆＪｄを増幅器３２．３３
でそれぞれλ１倍およびん２倍し、加算器３４によりん
３倍した目標回転位置θｄとλ２倍した目標回転速度θ
６と目標回転加速度θｄとを互いに加算して目標値τ６
τｄ＝θｄ十入、θ６＋入、Ｏｄ のごとく算出して出力する。

目標設定回路用の出力すなわち目標値τ４は、規範動作
回路並に入力されており、増幅器４５でλ８倍した規範
回転位置０．と増幅器４３でλ２倍した規範回転速度θ
、とに対して、加算器４１で加算される。これにより、
被駆動部材（図示せず）の目標軌道および目標速度に対
応したモータ装置並の規範特性関数すなわち規範動特性
方程式が。

θ、＝−λ２　θ９−λ、　θ５　＋τ４したがって θ、−０６ ＝−人、（θ、−〇ｄ） 一人、（０，−Ｏｄ） のごとく形成される。ここで規範回転速度θ。

は、加算器４１の出力すなわち規範回転加速度０゜を積
分器４２によって積分することにより形成されている。

また規範回転位置θ、は、積分器４２の出力すなわち規
範回転速度δ、を積分器４１によって積分することによ
り形成されている。

目標設定回路用の出力すなわち目標値τｄに応じ規範動
作回路並で作成された規範回転位置θ１と規範回転速度
θ、とは、それぞれ偏差発生回路並の加算器６１．６２
に与えられいる。加算器６１．６２では、それぞれモー
タ装ｆｉ２０の検出端２０ｂ、２０ｃから与えられた実
回転位置θおよび実回転速度すと規範回転位置θ、およ
び規範回転速度θ１との間で差分が求められており、回
転位置偏差ｅ＝（θ−〇、）および回転速度偏差ｅ＝（
ｆ）−０，）として出力されている。

偏差発生回路躾によって発生された回転位置偏差ｅ＝（
θ−θ、）ｊ５よび回転速度偏差ｅ＝（θ−２ｒ、）は
、推定補償回路四に入力されている。

回転位置偏差ｅ＝（θ−０１）は、フィルタ７１により
演算子（ｓ　＋　ＪＬ）−’が演算（すなわち積分）さ
れたのち、増幅器７２でλ１倍されて加算器７５の十入
力端に与えられている。回転速度偏差二＝（ａ−ｉ−）
は、加算器７５の他の十入力端に直接に与えられてΣす
、またフィルタ７３により演算子（ｓ　＋　ＪＬ）−”
が演算（すなわち積分）されたのち増幅器７４で（入ｔ
　　ｐ）倍されて加算器７５の他の十入力端に与えられ
ている。

推定補償回路Ｕの加算器７５では、誤差補償回路四によ
って発生されかつフィルタ７１Ａによって演算子（ｓ　
＋　ＪＬ）−’が演算（すなわち積分）された誤差補償
値？。と加算器６２Σよび増幅器７２．７４の出力とが
互いに加算されており、 ＝（θ−θ、） １　　　　・　　・ ＋（λ２−ル）□（０−θ、） Ｓ＋ル が作成されている。ここで規範動作回路並は、上述より
明らかなように θ、＝−λ２θ１−人、θ１＋で６ で示される規範特性関数すなわち規範動特性方程式を有
している。またモータ装置刈は、加算器８２の出力ｕ”
が、 Ｕ・＝τｄ−？、−？−？。

：τｄ−（λｔ　−ａ）　ｆＪ−λ、ｏ−？−？。

ｃ′−１倍されたのち制御電圧Ｕとして制御入力端２０
ａに印加されているので、 θ＝−ａθ＋ｃ”ｕ＋ｆ ＝−ａθ＋ｕ”　＋ｆ したがって θ＝−ａθ＋τ、−（λ２−ａ）θ −入、θ−？＋１−？。

＝−λ２０−人、θ＋τｄ　ｆ＋ｆ　　ｆｅの実特性関
数すなわち実動特性方程式を有している。よって θ−０．ニーλ２　（θ−θ、） 一λ１　（θ−θ、）　−？＋１−？ｅが成立している
。いまこの式の両辺に対し演算子（Ｓ十ル）−１を演算
せしめ、かつ ＝θ−θ、−□（θ−θ、） Ｓ＋ル の関係を使用すれば、 が求められる。ひいては が求められる。これにより加算器７５の出力は。

と表現されて出力されている。加算器７５の出力は、微
分増幅器７６により演算子（Ｓ十ル）が演算（すなわち
微分）されたのち、＜１−？）としてリレー回路７７に
与えられている。要するにフィルタ７１．７１Ａ、７３
　、増幅器７２，７４　、加算器７５および微分増幅器
７６によって、作用力ｆを全く計測することなく、＜１
−？）が作成され、リレー回路７７に与えられる。

推定補償回路Ｕのリレー回路７７では、加算器７５から
与えられた（ｆ−？）に応じＩ　ｆ　Ｉ　ｗａｘ　Ｓｉ
ｇｎが出力される。すなわちリレー回路７７では。

＜ｆ−？＞の符号が正のとき作用力ｆの微分ｊの最大絶
対値＋　ｉ　＋　、、、、、が出力され、かつ（１−？
）の符号が負のとき作用力ｆの微分ンの最大絶対値１ｆ
１．□に負の符号が付されて出力される。換言すれば作
用力ｆの微分ンよりも速くｉを作用力ｆに収束せしめる
ために、＜ｔ−Ｂの符号が判定されかつその符号が作用
力ｆの微分ンの最大絶対値Ｉｆｆ□えに対して付されて
出力されている。

リレー回路゛７７の出力＋ｉ＋、、、Ｓｉｇｎは、加算
器７７Ａに与えられており誤差補償回路並から与えられ
た切替値ｇと加算され ｇ　＋　Ｉ　ｆ　Ｉ　ｗａａｘｓｉｇｎとして比例飽和
回路７８に与えられている。

比例飽和回路７８では、偏差発生回路並から与えられた
回転位置偏差ｅ＝（θ−０１）が閾値５ＫＯＩＪ以上の
ときそのまま出力され、また回転位置偏差ｅ＝（θ−０
，）が閾値５ＫＯＩＩ未満のとき比例飽和回路７８の内
部で回転位置偏差ｅ＝（θ−θ、）に比例して調整され
たの−ち出力される。比例飽和回路７８の出力は、積分
器７９で演算子ｓ　−ｒか演算（すなわち積分）される
。これにより１は、作用力ｆの微分子よりも速く作用力
ｆに収束されており、作用力ｆに対する推定補償値とし
て積分器７９ひいては推定補償回路性から出力される。

モータ装置廷では、加算器２２の出力すなわち実回転加
速度ｌが積分器２３によって積分され、検出端２０ｃか
ら実回転速度δとして出力されている。

実回転速度θは、積分器２４によって積分されたのち検
出端２０ｂから実回転位置θとして出力されており、か
つ増幅器２５によフて８倍されて加Ｘ塁２２の一入力端
に与えられている。

モータ装置１２０の検出端２０ｂ、２（ｌｃからそれぞ
れ出力された実回転位置θおよび実回転速度θは、フィ
ードバック補償回路性の増幅器５１．５２によ）てそれ
ぞれλ□倍および（入、−ａ）倍されたのち、加算器５
３の２つの十入力端にそれぞれ与えられている。加算器
５３では、入、倍された実回転位置θと（入、−ａ）倍
された実回転速度θとか互いに加算され、規範動作回路
性で決定された規範動作すなわち規範位置（ここでは規
範回転位置θ、）および規範速度（ここでは規範回転速
度δ、）に対するフィードバック補償値ｉ。とじて出力
される。

制御電圧発生回路紐では、目標設定回路性から出力され
た目標値でｄと、推定補償回路艮から出力された推定補
償値ｉと、誤差補償値子凹から出力された誤差補償値ｊ
１と、フィードバック補償回路廷から出力されたフィー
ドバック補償値？。

とからモータ装Ｎ覗に対する制御電圧Ｕか発生されてい
る。すなわち加算器８１において、推定補償回路Ｕから
出力された推定補償値１と誤差補償値子とが互いに加算
されたのち、加算器８２に与えられている。加算器８２
では、十入力端に対し、目標値τｄが入力され、かつ２
つの一入力端に対し推端に対し推定補償値ｊおよび誤差
補償＠？、の和（？＋？、）とフィードバック補償値？
。とが入力されており、 ｃ”ｕ＝τａ　　ｆ−ｆｏ−ｆ− が発生されている。加算器８２の出力ｃ”ｕは、乗算器
８３においてｃ＊−１倍されたのち、制御電圧Ｕとして
モータ装置並の制御入力端２０ａに対して出力されてい
る。

モータ装置刈では、制御入力端２０ａに与えられた制御
電圧Ｕが増幅器２１により０１倍されたのち、加算器２
２の十入力端に対して与えられている。加算器２２では
、他の十入力端に対して作用力ｆが与えられ、かつ−入
力端に対し８倍された実回転速度θが与えられている。

以上により明らかなごとく、モータ装置並の実動作と規
範動作回路性の規範動作との間の誤差ならびにモータ装
置跋のパラメータ、パラメータの誤差および作用力ｆと
推定補償値１どの間の誤差に応じ、推定補償回路刈によ
る推定補償に加え誤是補償回路並による誤差補償を追加
しその推定補償を修正してなるので、本発明のサーボ制
御装近赳の出力（すなわち制御電圧Ｕ）は、モータ装こ
並の実動作を所定の目標動作に精確に追随せしめること
かできるように十分に調整されており、ひいてはモータ
装置並が実動特性関数すなわち実動特性方程式 ％式％ にしたがって好適に制御されている。

なお上述においては、切替値ｇが直線（すなわちｅ　＋
　’ｌ’　ｅ　）として説明されているか、本発明は、
これに限定されるものではなく、一般の曲線であっても
よい。

（３）発明の効果 上述より明らかなように本発明にかかるサーボ制御装置
は、伝達部材を介して被駆動部材に連結されたモータ装
置を前記被駆動部材が目標軌道を目標速度で追従するよ
うに制御するサーボ制Ｗ装置であって、特に （ａ）前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
加速度を設定し、前記目標位 置、目標速度および目標加速度を用いて目標値を作成す
る目標設定回路と、 （ｂ）前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
されており、前記目標値に応じて前記モータ装置の規範
位置および規範速度を決定する規範動作回路と、 （ｃ）前記モータ装置の実位置および規範位置から位置
偏差を作成し、かつ前記モータ装置の実速度および規範
速度から速度偏差を作成する偏差発生回路と。

（ｄ）前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
れており、前記位置偏差および速度偏差に応じて前記モ
ータ装置に印加される作用力に対する推定補償値を作成
する推定補償回路と、 （ｅ）前記偏差発生回路の出力端と前記推定補償回路の
入力端との間に挿入されてお り、前記位置偏差および速度偏差と前記モータ装置のパ
ラメータ、パラメータの誤差および前記推定補償値と作
用力との間の誤差とに応じて前記作用力に対する誤差補
償値を作成し前記推定補償回路に対して与え推定補償値
を修正せしめる誤差補償回路と、 Ｃｆ）前記モータ装置の実位置および実速度から前記規
範動作回路で設定された規範位置および規範速度に対す
るフィードバック補償値を作成するフィードバック補償
回路と、 （ｇ）前記目標設定回路、推定補償回路、誤差補償回路
およびフィードバック補償回路の出力端に対し入力端が
接続されかつ出力端か前記モータ装置の制御入力端に接
続されており、前記目標値と推定補償値と誤差補償値と
フィードバック補償値とから前記モータ装置に対する制
御電圧を作成する制御電圧発生回路と を備えてなるので、 （ｉ）伝達部材および被駆動部材の特　　　□性にかか
わりなく、モータ装置 の機械特性および電気特性のみ でモータ装置ひいては被駆動部 材を制御できる効果 を有し、ひいては （ｉｉ）小型化および制ｇｇ動作の高速化を達成できる
効果 を有し、また （ｉｉｉ）設計を共通化ないし簡潔化でき、設計に要す
る労力の軽減な らびに時間の短縮を達成できる 効果 を有し、併せて （ｉｖ）汎用化を達成できる効果 を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかるサーボ制御装置の一実施例を
示す回路図である。 １０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サーボ
制御装置２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・モータ装置２０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・
制御入力端２０ｂ、２０ｃ・・・・・・・・・・・・検
出端２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・増幅器
２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・加算器２３
．２４・・・・・・・・・・・・・・積分器２５・・・
・・・・・・・・・・・・・・・増幅器３０・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・目標設定回路３１・・
・・・・・・・・・・・・・・・・目標設定器３１ａ、
〜、　３１ｃ・・・・・・・・出力端３２．３３・・・
・・・・・・・・・・・増幅器３４・・・・・・・・・
・・・・・・・・・加算器用・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・規範動作回路４１・・・・・・・・・
・・・・・・・・・加算器４２．４４・・・・・・・・
・・・・・・積分器４３．４５・・・・・・・・・・・
・・・増幅器共・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・フィードバック補償回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 伝達部材を介して被駆動部材に連結されたモータ装置を
   前記被駆動部材が目標軌道を目標速度で追従するように
   制御するサーボ制御装置において、 （ａ）前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
   加速度を設定し、前記目標位置、目標速度および目標加
   速度を用いて目標値を作成する目標設定回路と、 （ｂ）前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
   されており、前記目標値に応じて前記モータ装置の規範
   位置および規範速度を決定する規範動作回路と、 （ｃ）前記モータ装置の実位置および規範位置から位置
   偏差を作成し、かつ前記モータ装置の実速度および規範
   速度から速度偏差を作成する偏差発生回路と、 （ｄ）前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
   れており、前記位置偏差および速度偏差に応じて前記モ
   ータ装置に印加される作用力に対する推定補償値を作成
   する推定補償回路と、 （ｅ）前記偏差発生回路の出力端と前記推定補償回路の
   出力端との間に挿入されており、前記位置偏差および速
   度偏差と前記モータ装置のパラメータ、パラメータの誤
   差および前記推定補償値と作用力との間の誤差とに応じ
   て前記作用力に対する誤差補償値を作成し前記推定補償
   回路に対して与えて推定補償値を修正せしめる誤差補償
   回路と、 （ｆ）前記モータ装置の実位置および実速度から前記規
   範動作回路で決定された規範位置および規範速度に対す
   るフィードバック補償値を作成するフィードバック補償
   回路と、 （ｇ）前記目標設定回路、推定補償回路、誤差補償回路
   およびフィードバック補償回路の出力端に対し入力端が
   接続されかつ出力端が前記モータ装置の制御入力端に接
   続されており、前記目標値と推定補償値と誤差補償値と
   フィードバック補償値とから前記モータ装置に対する制
   御電圧を作成する制御電圧発生回路と を備えてなることを特徴とするサーボ制御装置。