JPH11282539A - 位置決め制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】簡単な構成で外乱オブザーバを切換えたときの
過渡応答を改善する。 【解決手段】アクチュエータ１の動作位置を粗く制御す
るエンコーダ２ｂと外乱オブザーバ５ｂを動作位置を細
かく制御するエンコーダ２ａと外乱オブザーバ５ａに切
り換えたときに、電流指令値を推定外乱記憶部１０に記
憶した動作モードを切り換える前の外乱相当電流値で補
正してドライバ１２に送る。ドライバ１２は補正された
電流指令値に応じたアクチュエータ電流をアクチュエー
タ１に送りアクチュエータ１を駆動し、動作中の推定外
乱とモードを切り換える前の推定外乱で電流指令値を補
正してモードを切り換え外乱オブザーバを切り換えたと
きの過渡応答を改善する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、各種アクチュエ
ータの位置決め制御を行なう位置決め制御装置、特に過
渡応答の改善に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】各種形状測定装置やロボット等ではアク
チュエータを目標位置に制御するため、例えば特開平３
−110406号公報や特開平４−238509号公報等に示されて
いるように、各種の位置決め制御装置が使用されてい
る。特開平３−110406号公報に示された位置決め制御装
置は、１つのアクチュエータにフォーカス信号と対物レ
ンズの位置を検出する２つの位置検出手段を有し、位置
決めコントローラへ入力される位置情報を切替えること
によって、アクチュエータの位置決め制御を行なうフォ
ーカスサーボ系と位置制御系を切り換えるようにしてい
る。また、特開平４−238509号公報に示された位置決め
制御装置は、サーボ制御システムにおいて、起動時にア
クチュエータの停止位置に基づいて規定される外乱など
の状態量の初期値を算出し、この初期値を外乱等の状態
量の算出に用いるようにしている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記特開平３−110406
号公報に示された位置決め制御装置は、外乱についての
考慮がなされていないため、外乱を推定してこれを抑圧
することはできなかった。また、特開平４−238509号公
報に示された位置決め制御装置は、起動時のアクチュエ
ータの停止位置で規定される外乱の初期値から動作中の
外乱を推定しているが、一般にデジタルで構築された制
御系の場合、初期状態は不定であるため、外乱の初期値
から動作中の外乱を推定することはできない。また、ア
クチュエータの駆動方向を切り換えた場合、外乱により
予期せぬ応答をしてしまう可能性があった。この問題を
解消するために、速度検出信号若しくは位置検出信号か
ら外乱を推定する外乱オブザーバを複数備え、外乱オブ
ザーバそれらをモードによって切換えるようにしても、
バネ系を持ったアクチュエータにおいてはモード切換え
時の応答が問題となる。例えばエンコーダを使用して位
置決めしていたモードから、フォーカス信号を用いた追
従モードに切換える場合、フォーカスによって検出でき
る有効範囲は±３μｍ位であり、モードを切換えると位
置偏差が大きくなりフォーカス信号を検出できる範囲か
ら外れてしまい追従モードに切換えることができなくな
ってしまう。また、外乱オブザーバを切換えるとき状態
量を最適な値に変更する方法もあるが、外乱オブザーバ
の次元が高くなると、次元と同数の状態量を変更しなく
てはならないため演算が複雑化してしまう。また、アク
チュエータの位置に応じたバネ力を操作量に加算する方
法は、アクチュエータがノミナルパラメータに近い場合
は有効であるが、パラメータのずれが大きくなるとパラ
メータのずれを外乱オブザーバは外乱として推定し補償
するため、外乱オブザーバを切換えると新たな外乱オブ
ザーバが外乱を推定し偏差を抑圧するまでに時間を要す
る。

【０００４】この発明はかかる短所を改善し、簡単な構
成で外乱オブザーバを切換えたときの過渡応答を改善す
ることができる位置決め制御装置を得ることを目的とす
るものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明に係る位置決め
制御装置は、アクチュエータと複数の位置検出器と位置
決め制御コントローラと位置検出器に一対一で接続され
た外乱オブザーバと外乱加算部とモード切換部と検出部
切換部と外乱オブザーバ切換部と推定外乱記憶部と加算
部及びドライバを有し、複数の位置検出器はアクチュエ
ータの位置を検出して位置信号を出力し、位置決め制御
コントローラは目標位置と位置信号とを比較した位置偏
差から電流司令値を出力し、各外乱オブザーバは位置信
号と電流司令値からアクチュエータに印加される外乱を
推定し、外乱加算部は位置決め制御コントローラから出
力する電流指令値に外乱オブザーバで推定した外乱を加
算し、モード切換部はアクチュエータの動作モードの切
換信号を出力し、検出部切換部はモード切換部から出力
するモード切換信号により位置検出器から出力する位置
信号を切り換えて位置決め制御コントローラに入力し、
外乱オブザーバ切換部はモード切換部から出力するモー
ド切換信号により外乱オブザーバから出力する推定外乱
を切り換え、推定外乱記憶部はモードを切換える前の外
乱オブザーバから出力する切換前推定外乱を記憶し、加
算部は推定外乱記憶部に記憶した切換前推定外乱により
ドライバに入力する電流司令値を補正し、ドライバは入
力した電流司令値に応じたアクチュエータ電流をアクチ
ュエータに送ることを特徴とする。

【０００６】この発明に係る第２の位置決め制御装置
は、アクチュエータと複数の速度検出器と位置決め制御
コントローラと速度検出器に一対一で接続された外乱オ
ブザーバと外乱加算部とモード切換部と検出部切換部と
外乱オブザーバ切換部と推定外乱記憶部と加算部及びド
ライバを有し、複数の速度検出器はアクチュエータの速
度を検出して速度信号を出力し、位置決め制御コントロ
ーラは目標値と速度信号とを比較した偏差から電流司令
値を出力し、各外乱オブザーバは速度信号と電流司令値
からアクチュエータに印加される外乱を推定し、外乱加
算部は位置決め制御コントローラから出力する電流指令
値に外乱オブザーバで推定した外乱を加算し、モード切
換部はアクチュエータの動作モードの切換信号を出力
し、検出部切換部はモード切換部から出力するモード切
換信号により速度検出器から出力する速度信号を切り換
えて位置決め制御コントローラに入力し、外乱オブザー
バ切換部はモード切換部から出力するモード切換信号に
より外乱オブザーバから出力する推定外乱を切り換え、
推定外乱記憶部はモードを切換える前の外乱オブザーバ
から出力する切換前推定外乱を記憶し、加算部は推定外
乱記憶部に記憶した切換前推定外乱によりドライバに入
力する電流司令値を補正し、ドライバは入力した電流司
令値に応じたアクチュエータ電流をアクチュエータに送
ることを特徴とする。

【０００７】この発明に係る第３の位置決め制御装置
は、リニアエンコーダと被測定物との距離を光学的に検
出しフォーカス信号を出力するフォーカス信号発生部を
有するアクチュエータと、位置決め制御コントローラと
リニアエンコーダに接続された外乱オブザーバとフォー
カス信号発生部に接続された外乱オブザーバと外乱加算
部とモード切換部と検出部切換部と外乱オブザーバ切換
部と推定外乱記憶部と加算部及びドライバを有し、位置
決め制御コントローラは目標値とリニアエンコーダから
出力する位置信号及びフォーカス信号発生部から出力す
るフォーカス信号とを比較した偏差から電流司令値を出
力し、一方の外乱オブザーバはリニアエンコーダから出
力する位置信号と電流司令値からアクチュエータに印加
される外乱を推定し、他方の外乱オブザーバはフォーカ
ス信号発生部から出力するフォーカス信号と電流司令値
からアクチュエータに印加される外乱を推定し、外乱加
算部は位置決め制御コントローラから出力する電流指令
値に外乱オブザーバで推定した外乱を加算し、モード切
換部はアクチュエータの動作モードの切換信号を出力
し、検出部切換部はモード切換部から出力するモード切
換信号によりリニアエンコーダから出力する位置信号と
フォーカス信号発生部から出力するフォーカス信号を切
り換えて位置決め制御コントローラに入力し、外乱オブ
ザーバ切換部はモード切換部から出力するモード切換信
号により外乱オブザーバから出力する推定外乱を切り換
え、推定外乱記憶部はモードを切換える前の外乱オブザ
ーバから出力する切換前推定外乱を記憶し、加算部は推
定外乱記憶部に記憶した切換前推定外乱によりドライバ
に入力する電流司令値を補正し、ドライバは入力した電
流司令値に応じたアクチュエータ電流をアクチュエータ
に送ることを特徴とする。

【０００８】上記推定外乱記憶部に記憶した切換前推定
外乱に所定の係数を乗算して加算部に送ることが望まし
い。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の位置決め制御装置はア
クチュエータと、アクチュエータに取り付けられ、検出
精度がことなる２つのエンコーダと、位置指令部と位置
決め制御コントローラとエンコーダに一対一で接続され
た外乱オブザーバと外乱加算部とモード切換部と検出部
切換部と外乱オブザーバ切換部と推定外乱記憶部と加算
部及びドライバを有する。一方のエンコーダはアクチュ
エータの動作位置を細かく検出し、他方のエンコーダは
アクチュエータの動作位置を粗く検出する。

【００１０】この位置決め制御装置でアクチュエータの
位置制御をするとき、まずモード切換部でアクチュエー
タの動作位置を粗く制御するモードを選択して、検出部
切換部を位置を粗く検出するエンコーダ側に接続し、外
乱オブザーバ切換部を位置を粗く検出するエンコーダに
接続された外乱オブザーバ側に接続する。この状態で位
置決め制御コントローラは位置指令部から送られる目標
位置とエンコーダから出力された位置信号を比較し、偏
差に応じた操作量に対応する電流司令値を出力する。ま
た、外乱オブザーバは送られた位置信号と電流司令値か
らアクチュエータに印加される外乱を推定し、検出した
外乱相当電流値を外乱オブザーバ切換部を介して外乱加
算部に送る。外乱加算部は位置決め制御コントローラか
ら出力された電流司令値と外乱オブザーバが推定した外
乱相当電流値を加算して出力する。ドライバは外乱加算
部から出力され加算部を介して送られた電流指令値に比
例したアクチュエータ電流をアクチュエータに送りアク
チュエータを駆動する。

【００１１】この状態でモード切換部でアクチュエータ
の動作位置を細かく制御するモードを選択すると、推定
外乱記憶部はモードを切り換える前の外乱相当電流値を
記憶する。その後、エンコーダと外乱オブザーバを動作
位置を細かく制御する側に切り換え、位置信号と外乱相
当電流値をフィードバックして電流指令値を補正し、さ
らに補正した電流指令値を推定外乱記憶部に記憶したモ
ードを切り換える前の外乱相当電流値で補正してドライ
バに送る。ドライバは補正された電流指令値に応じたア
クチュエータ電流をアクチュエータに送りアクチュエー
タを駆動する。このように動作中の推定外乱とモードを
切り換える前の推定外乱で電流指令値を補正してモード
を切り換え外乱オブザーバを切り換えたときの過渡応答
を改善する。

【００１２】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の構成を示す制御
ブロック図である。図に示すように位置決め制御装置は
アクチュエータ１とアクチュエータ１に取り付けられた
エンコーダ２ａ，２ｂと位置指令部３と位置決め制御コ
ントローラ４と外乱オブザーバ５ａ，５ｂと外乱加算部
６とモード切換部７と検出部切換部８と外乱オブザーバ
切換部９と推定外乱記憶部１０と加算部１１及びドライ
バ１２を有する。

【００１３】エンコーダ２ａ，２ｂは異なる検出精度を
有し、エンコーダ２ａはアクチュエータ１の動作位置を
細かく検出し、エンコーダ２ｂはアクチュエータ１の動
作位置を粗く検出し、検出した位置信号を出力する。位
置指令部３はアクチュエータ１の目標位置を位置決め制
御コントローラ４に出力する。位置決め制御コントロー
ラ４は目標位置とエンコーダ２ａ，２ｂで検出した位置
信号とを比較した偏差から電流司令値ｉｃを出力する。
外乱オブザーバ５ａはエンコーダ２ａで検出した位置信
号ｘｓと電流司令値からアクチュエータに印加される外
乱を推定し、外乱オブザーバ５ｂはエンコーダ２ｂで検
出した位置信号ｘｒと電流司令値からアクチュエータ１
に印加される外乱を推定し、検出した外乱相当電流値ｉ
ｄを出力する。外乱加算部６は位置決め制御コントロー
ラ４から出力する電流指令値ｉｃに外乱相当電流値ｉｄ
を加算する。モード切換部７はアクチュエータ１の動作
位置を細かく制御するモードと粗く制御するモードのモ
ード切換信号を出力する。検出部切換部８はモード切換
部７から出力するモード切換信号によりエンコーダ２
ａ，２ｂから出力する位置信号を切り換えて位置決め制
御コントローラ４に入力する。外乱オブザーバ切換部９
はモード切換部７から出力するモード切換信号により外
乱オブザーバ５ａ，５ｂから出力する外乱相当電流値ｉ
ｄを切り換える。推定外乱記憶部１０はモードを切換え
る前の外乱オブザーバ５ａ，５ｂから出力する切換前外
乱相当電流値ｉｄｈを記憶する。加算部１１は推定外乱
記憶部１０に記憶した外乱相当電流値ｉｄｈを電流司令
値（ｉｃ＋ｉｄ）に加算する。ドライバ１２は電流司令
値(ｉｃ＋ｉｄ＋ｉｄｈ)に応じたアクチュエータ電流ｉ
ｍをアクチュエータ１に送る。

【００１４】上記のように構成された位置決め制御装置
でアクチュエータ１の位置制御をするときの動作を説明
する。モード切換部７でアクチュエータ１の動作位置を
粗く制御するモードを選択して、図１に示すように、検
出部切換部８をエンコーダ２ｂ側に接続し、外乱オブザ
ーバ切換部９を外乱オブザーバ５ｂ側に接続する。この
状態で位置指令部３から目標位置を位置決め制御コント
ローラ４に送る。位置決め制御コントローラ４は送られ
る目標位置とエンコーダ２ｂから出力され検出部切換部
８を介してフィードバックされた位置信号ｘｒを比較
し、偏差に応じた操作量に対応する電流司令値ｉｃを出
力する。また、エンコーダ２ｂから出力された位置信号
ｘｒは外乱オブザーバ５ｂに送られる。外乱オブザーバ
５ｂは送られた、位置信号ｘｒと電流司令値からアクチ
ュエータ１に印加される外乱を推定し、検出した外乱相
当電流値ｉｄを外乱オブザーバ切換部９を介して外乱加
算部６に送る。この外乱を推定するときに、アクチュエ
ータ１のノミナルモデルからのずれも外乱として推定す
る。外乱加算部６は位置決め制御コントローラ４から出
力された電流司令値ｉｃと外乱オブザーバ５ｂが推定し
た外乱相当電流値ｉｄを加算して出力する。ドライバ１
２は外乱加算部６から出力され加算部１１を介して送ら
れた電流指令値に比例したアクチュエータ電流ｉｍをア
クチュエータ１に送りアクチュエータ１を駆動する。

【００１５】この状態でモード切換部７でアクチュエー
タ１の動作位置を細かく制御するモードを選択すると、
推定外乱記憶部１０は外乱オブザーバ切換部９を切り換
える前に外乱オブザーバ５ｂから出力している外乱相当
電流値ｉｄを切換前外乱相当電流値ｉｄｈとして記憶す
る。その後、検出部切換部８をエンコーダ２ａ側に接続
し、外乱オブザーバ切換部９を外乱オブザーバ５ａ側に
接続する。位置決め制御コントローラ４は位置指令部３
から送られる目標位置とエンコーダ２ａから出力されて
フィードバックされた位置信号ｘｓを比較し、偏差に応
じた操作量に対応する電流司令値ｉｃを出力する。ま
た、エンコーダ２ａから出力された位置信号ｘｓは外乱
オブザーバ５ａに送られる。外乱オブザーバ５ａは送ら
れた、位置信号ｘｓと電流司令値からアクチュエータ１
に印加される外乱を推定し、検出した外乱相当電流値ｉ
ｄを外乱オブザーバ切換部９を介して外乱加算部６に送
る。外乱加算部６は位置決め制御コントローラ４から出
力された電流司令値ｉｃと外乱オブザーバ５ａが推定し
た外乱相当電流値ｉｄを加算して出力する。加算部１１
は外乱加算部６から出力された電流指令値(ｉｃ＋ｉ
ｄ）と推定外乱記憶部１０に記憶したモードを切換える
前の外乱オブザーバ５ｂから出力した切換前外乱相当電
流値ｉｄｈとを加算して補正しドライバ１２に送る。ド
ライバ１２は加算部１１から送られた電流指令値(ｉｃ
＋ｉｄ＋ｉｄｈ）に比例したアクチュエータ電流ｉｍを
アクチュエータ１に送りアクチュエータ１を駆動する。

【００１６】この外乱オブザーバ５ａ，５ｂの動作を詳
細に説明する。アクチュエータ１を例えば図２に示すブ
ロック線図で表わすと、アクチュエータ１のモータの状
態方程式は下記（１）式で表され、出力方程式は下記２
式で表される。図２において、Ａ，Ｂ，Ｃは定数（行
列）、Ｉは積分器、ｕは入力ベクトル、ｙは出力ベクト
ル，ｘは状態量（ベクトル）である。

【００１７】

【数１】

【００１８】この図２に示されたモデルをＰ（プラン
ト）とし、外乱オブザーバ５を付加したブロック線図を
例えば図３で表すと、外乱オブザーバ５の状態方程式は
下記（３）式で表され、出力方程式は下記（４）式で表
される。図３においてＡ１，Ｂ１，Ｄ，Ｈ，Ｋは定数
（行列）、Ｉ１は積分器、ωは外乱オブザーバ５の状態
量（ベクトル）、Ｘ１はモータの状態量の推定値であ
る。

【００１９】

【数２】

【００２０】上記（４）式の外乱オブザーバの出力ベク
トルＸ１の１つがアクチュエータ１に印加される外乱相
当の推定トルク外乱あるいは推定加速度外乱となる。こ
の推定されたトルク外乱あるいは加速度外乱を電流値に
変換しフィードバックすることによって外乱を抑圧する
ことができる。

【００２１】また、モード切換部７でアクチュエータ１
の動作位置を粗く制御するモードか細かく制御するモー
ドに切り換えて外乱オブザーバ５ｂを外乱オブザーバ５
ａに切り換えたときに、推定外乱記憶部１０に記憶した
モードを切換える前の外乱オブザーバ５ｂから出力した
切換前外乱相当電流値ｉｄｈをフィードバックして電流
指令値を補正するから、外乱の推定の遅れがあっても切
換え直前の推定外乱を加算するため切換え後の外乱を抑
圧でき、例えば図４の（ａ）に示すように、アクチュエ
ータ１を目標位置Ｘｃに円滑に収束させることができ、
図４（ｂ）に示すように補正がなく、外乱の推定に遅れ
があるためバネ力等の外乱によって目標位置から離れて
から目標位置に収束する場合と比べて安定した位置制御
を行なうことができる。

【００２２】上記実施例はアクチュエータ１に、アクチ
ュエータ１の動作位置を細かく検出するエンコーダ２ａ
とアクチュエータ１の動作位置を粗く検出するエンコー
ダ２ｂを設けた場合について説明したが、エンコーダ２
ａ，２ｂの代わりにアクチュエータ１に、アクチュエー
タ１の動作速度を細かく検出する速度検出器と、アクチ
ュエータ１の動作速度を粗く検出する速度検出器を設
け、各速度検出器から出力する速度信号を位置決め制御
コントローラ４にフィードバックするとともに外乱オブ
ザーバ５ａ，５ｂで各速度検出器から出力する速度信号
から外乱を推定し、推定した外乱とモードを切り換える
前の推定外乱とを上記実施例と同様にフィードバックし
ても良い。この場合も、モードを切り換える前の推定外
乱をフィードバックして電流指令値を補正するから、図
５（ａ）に示すように、粗い速度検出器によって切換え
速度Ｖｃに移動したところで、細かい速度検出器と細か
い速度検出器モード用の外乱オブザーバ５ａに切換えた
ときに、外乱の推定の遅れがあっても切換え直前の推定
外乱を加算して切換え後の外乱を抑圧できる。したがっ
て図５（ｂ）に示すように補正がない場合のように、バ
ネ力等の外乱によって目標軌道（目標速度）から離れて
から目標軌道に収束することを防止できる。

【００２３】次ぎに、アクチュエータ１として、例えば
図６に示すように、ボイスコイルモータ２１により駆動
されるバネ成分を持ったキャリッジ２０を使用して披測
定物２２との距離を光学的に測定する場合について説明
する。キャリッジ２０にはフォーカス信号を発生させる
フォーカス信号発生部２３とキャリッジ２０の位置を検
出し位置信号ｘｅを出力するリニアエンコーダ２４が取
り付けられている。フォーカス信号発生部２３で検出さ
れたフォーカス信号から換算された位置信号ｘｆは外乱
オブザーバ５ａに入力され、リニアエンコーダ２４で検
出された位置信号ｘｅは外乱オブザーバ５ｂに入力され
る。そしてモード切換器７によってキャリッジ２０を披
測定物２２に近づけるモードが選択されると、リニアエ
ンコーダ２４の位置信号ｘｅと外乱オブザーバ５ｂで推
定した外乱相当電流値ｉｄをフィードバックしてキャリ
ッジ２０を披測定物２２に近づけ、図７に示すように、
フォーカス信号が取れる位置Ｘｃまで位置決めを行な
う。フォーカス信号が取れる位置Ｘｃまでキャリッジ２
０が進行したらモード切換器７はフォーカス信号による
披測定物２２への追従制御モードに移行する。この追従
制御モードに移行すると、フォーカス信号発生部２３で
検出されたフォーカス信号から換算された位置信号ｘｆ
によりフィードバック制御するとともに外乱オブザーバ
５ａで推定した外乱相当電流値ｉｄ及び推定外乱記憶部
１０に記憶したモードを切換える前の外乱オブザーバ５
ｂから出力した切換前外乱相当電流値ｉｄｈによりモー
タドライバ１２ａに送る電流指令値を補正する。モータ
ドライバ１２ａは補正された電流指令値によりキャリッ
ジ２０を駆動するボイスコイルモータ２１を制御する。
このようにして、キャリッジ２０がフォーカス信号が取
れる位置Ｘｄまで進行してフォーカス信号による披測定
物２２への追従制御モードに移行したときに、モードを
切換える前の外乱オブザーバ５ｂから出力した切換前外
乱相当電流値ｉｄｈによりモータドライバ１２ａに送る
電流指令値を補正するから、図７（ｂ）に示すように補
正がなく、外乱の推定に遅れがあるためバネ力等の外乱
によって目標位置から離れてしまいフォーカス信号をと
ることができなくなることを回避して、図７（ａ）に示
すように、フォーカス位置にキャリッジ２０を位置決め
することができ、披測定物２２までの距離を安定して測
定することができる。

【００２４】上記各実施例は推定外乱記憶部１０に記憶
したモードを切換える前の外乱オブザーバ５ｂから出力
した切換前外乱相当電流値ｉｄｈによりドライバ１２に
送る電流指令値を補正する場合について説明したが、推
定外乱記憶部１０に記憶した切換前外乱相当電流値ｉｄ
ｈに所定の係数ｋを乗算した切換前外乱相当電流値ｋ・
ｉｄｈによりドライバ１２に送る電流指令値を補正する
ようにしても良い。このように切換前外乱相当電流値ｉ
ｄｈに所定の係数ｋを乗算することにより、外乱オブザ
ーバ５ａ，５ｂの切換え時の過渡応答時を任意に調整す
ることができ、応答の最適化を図ることができる。

【００２５】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、アクチ
ュエータの動作モードを切り換えたときに、そのときの
推定外乱と動作モードを切り換える前の推定外乱でアク
チュエータの制御電流指令値を補正するから、簡単な構
成で動作モードを切り換えたときの過渡応答を改善する
ことができる。

【００２６】また、動作モードを切り換える前の推定外
乱に所定の係数を乗算してアクチュエータの制御電流指
令値を補正することにより、動作モードを切り換えたと
きの過渡応答時を任意に調整することができ、応答の最
適化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の構成を示す制御ブロック図
である。

【図２】アクチュエータのブロック線図である。

【図３】アクチュエータに外乱オブザーバを付加したブ
ロック線図である。

【図４】目標位置に対するアクチュエータの位置変化を
示す動作特性図である。

【図５】目標軌跡に対するアクチュエータの速度変化を
示す動作特性図である。

【図６】他の実施例の構成を示す制御ブロック図であ
る。

【図７】フォーカス位置に位置決めするときのアクチュ
エータの位置変化を示す動作特性図である。

【符号の説明】

１ アクチュエータ ２ エンコーダ ３ 位置指令部 ４ 位置決め制御コントローラ ５ 外乱オブザーバ ６ 外乱加算部 ７ モード切換部 ８ 検出部切換部 ９ 外乱オブザーバ切換部 １０ 推定外乱記憶部 １１ 加算部 １２ ドライバ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクチュエータと複数の位置検出器と位
   置決め制御コントローラと位置検出器に一対一で接続さ
   れた外乱オブザーバと外乱加算部とモード切換部と検出
   部切換部と外乱オブザーバ切換部と推定外乱記憶部と加
   算部及びドライバを有し、 複数の位置検出器はアクチュエータの位置を検出して位
   置信号を出力し、位置決め制御コントローラは目標位置
   と位置信号とを比較した位置偏差から電流司令値を出力
   し、各外乱オブザーバは位置信号と電流司令値からアク
   チュエータに印加される外乱を推定し、外乱加算部は位
   置決め制御コントローラから出力する電流指令値に外乱
   オブザーバで推定した外乱を加算し、モード切換部はア
   クチュエータの動作モードの切換信号を出力し、検出部
   切換部はモード切換部から出力するモード切換信号によ
   り位置検出器から出力する位置信号を切り換えて位置決
   め制御コントローラに入力し、外乱オブザーバ切換部は
   モード切換部から出力するモード切換信号により外乱オ
   ブザーバから出力する推定外乱を切り換え、推定外乱記
   憶部はモードを切換える前の外乱オブザーバから出力す
   る切換前推定外乱を記憶し、加算部は推定外乱記憶部に
   記憶した切換前推定外乱によりドライバに入力する電流
   司令値を補正し、ドライバは入力した電流司令値に応じ
   たアクチュエータ電流をアクチュエータに送ることを特
   徴とする位置決め制御装置。
2. 【請求項２】 アクチュエータと複数の速度検出器と位
   置決め制御コントローラと速度検出器に一対一で接続さ
   れた外乱オブザーバと外乱加算部とモード切換部と検出
   部切換部と外乱オブザーバ切換部と推定外乱記憶部と加
   算部及びドライバを有し、 複数の速度検出器はアクチュエータの速度を検出して速
   度信号を出力し、位置決め制御コントローラは目標値と
   速度信号とを比較した偏差から電流司令値を出力し、各
   外乱オブザーバは速度信号と電流司令値からアクチュエ
   ータに印加される外乱を推定し、外乱加算部は位置決め
   制御コントローラから出力する電流指令値に外乱オブザ
   ーバで推定した外乱を加算し、モード切換部はアクチュ
   エータの動作モードの切換信号を出力し、検出部切換部
   はモード切換部から出力するモード切換信号により速度
   検出器から出力する速度信号を切り換えて位置決め制御
   コントローラに入力し、外乱オブザーバ切換部はモード
   切換部から出力するモード切換信号により外乱オブザー
   バから出力する推定外乱を切り換え、推定外乱記憶部は
   モードを切換える前の外乱オブザーバから出力する切換
   前推定外乱を記憶し、加算部は推定外乱記憶部に記憶し
   た切換前推定外乱によりドライバに入力する電流司令値
   を補正し、ドライバは入力した電流司令値に応じたアク
   チュエータ電流をアクチュエータに送ることを特徴とす
   る位置決め制御装置。
3. 【請求項３】 リニアエンコーダと被測定物との距離を
   光学的に検出しフォーカス信号を出力するフォーカス信
   号発生部を有するアクチュエータと、位置決め制御コン
   トローラとリニアエンコーダに接続された外乱オブザー
   バとフォーカス信号発生部に接続された外乱オブザーバ
   と外乱加算部とモード切換部と検出部切換部と外乱オブ
   ザーバ切換部と推定外乱記憶部と加算部及びドライバを
   有し、 位置決め制御コントローラは目標値とリニアエンコーダ
   から出力する位置信号及びフォーカス信号発生部から出
   力するフォーカス信号とを比較した偏差から電流司令値
   を出力し、一方の外乱オブザーバはリニアエンコーダか
   ら出力する位置信号と電流司令値からアクチュエータに
   印加される外乱を推定し、他方の外乱オブザーバはフォ
   ーカス信号発生部から出力するフォーカス信号と電流司
   令値からアクチュエータに印加される外乱を推定し、外
   乱加算部は位置決め制御コントローラから出力する電流
   指令値に外乱オブザーバで推定した外乱を加算し、モー
   ド切換部はアクチュエータの動作モードの切換信号を出
   力し、検出部切換部はモード切換部から出力するモード
   切換信号によりリニアエンコーダから出力する位置信号
   とフォーカス信号発生部から出力するフォーカス信号を
   切り換えて位置決め制御コントローラに入力し、外乱オ
   ブザーバ切換部はモード切換部から出力するモード切換
   信号により外乱オブザーバから出力する推定外乱を切り
   換え、推定外乱記憶部はモードを切換える前の外乱オブ
   ザーバから出力する切換前推定外乱を記憶し、加算部は
   推定外乱記憶部に記憶した切換前推定外乱によりドライ
   バに入力する電流司令値を補正し、ドライバは入力した
   電流司令値に応じたアクチュエータ電流をアクチュエー
   タに送ることを特徴とする位置決め制御装置。
4. 【請求項４】 上記推定外乱記憶部に記憶した切換前推
   定外乱に所定の係数を乗算して加算部に送る請求項１，
   ２又は３記載の位置決め制御装置。