CN110337617A

CN110337617A - 控制系统

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Publication number: CN110337617A
Application number: CN201880011882.8A
Authority: CN
Inventors: 恵木守
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2017-03-14
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2019-10-15
Anticipated expiration: 2038-01-30
Also published as: EP3598248A4; JP6390735B1; EP3598248A1; EP3598248B1; US10926411B2; US20200061831A1; JP2018151894A; WO2018168229A1; CN110337617B

Abstract

一种控制系统，包括驱动侧控制装置与上位侧控制装置，驱动侧控制装置具有驱动侧控制结构，所述驱动侧控制结构包括驱动侧反馈系统与驱动侧控制模型部，且构成为能够进行遵循所述驱动侧控制模型部所具有的控制模型的模型追随控制，上位侧控制装置具有上位侧控制结构，所述上位侧控制结构包括对驱动侧反馈系统与控制对象进行模型化而成的上位侧控制模型部，且构成为基于所述上位侧控制模型部的输出与动作指令信号的偏差的上位侧修正信号被反馈到所述上位侧控制模型部的输入侧，基于所述经反馈的上位侧修正信号与所述动作指令信号而生成的修正后指令信号被输入到所述上位侧控制模型部。并且，修正后指令信号进一步被输入到驱动侧控制结构。根据此构成，在尽可能地抑制用户的调整负荷的同时，得以实现控制对象的有效果的轨道追随性。

Description

控制系统

技术领域

本发明涉及一种包括驱动控制对象的驱动侧控制装置与向驱动侧控制装置提供动作指令信号的上位侧控制装置的控制系统。

背景技术

为了使控制对象追随于目标轨道而运动，一般会利用反馈控制。例如在多关节机器人中，由机器人的控制装置，以使用反馈控制使机器人的指尖部的位置追随于预先设定(示教)的目标轨道的方式来控制各关节轴的伺服电动机。但是，在一般的反馈控制中，无论如何都会在各伺服电动机中产生响应延迟，因此存在机器人的实际的轨迹偏离目标轨道的问题。针对此种问题，展示了一种技术，其采用前馈控制，以使机器人的位置始终与指令位置一致的方式进行控制。例如，在专利文献1所示的技术中，在由多个电动机驱动的多关节机械臂的控制中，通过使用规定的位置模型从当前位置来推定将来的位置，并以所述推定位置与目标轨道的偏离、即垂直于目标轨道的方向的误差量来修正当前的位置指令，而提高了对目标轨道的追随性。

而且，在如上所述那样使用位置模型来进行将来位置的推定的情况下，如果实际的控制对象的轨道特性大幅变化，例如，如果由直线移动切换为圆弧移动，则其推定精度未必优选，而难以进行较佳的位置指令的修正。因此，在专利文献2所示的技术中，通过使用与目标轨道(指令路径)的形状的边界点位置及其附近的移动方向相关的信息来修正位置指令，实现了与轨道特性的变化对应的轨道追随性的提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2006-15431号公报

专利文献2：日本专利第5340486号公报

专利文献3：日本专利特开昭61-190604号公报

发明内容

发明所要解决的问题

在所述现有技术中，使用位置模型来推定将来位置，算出与所述推定位置和目标轨道的偏离相应的位置指令的修正量。并且，为了修正所述位置指令，对原本的位置指令进行规定的延迟处理。此延迟处理的延迟量，即使是为了决定较佳的修正量也应该恰当地设定，并需要根据控制对象的特性来进行调整。因此，为了获得较佳的轨道追随性，用户需要基于实际的控制对象来调整延迟时间，换言之，如果所述延迟时间的调整不充分，则不容易实现有效果的轨道追随性的改善。

本发明是鉴于此种问题而成，目的在于提供一种包括驱动控制对象的驱动侧控制装置与向驱动侧控制装置提供动作指令信号的上位侧控制装置，在尽可能抑制用户的调整负荷的同时，实现控制对象的有效果的轨道追随性的控制系统。

解决问题的技术手段

在本发明中，为了解决所述课题，采用了如下构成：在控制系统所含的上位侧控制装置中，配置对驱动侧控制装置的驱动侧反馈系统进行模型化而成的上位侧控制模型，利用所述上位侧控制装置进行反映驱动侧反馈系统与控制对象的动作指令信号的修正。通过此种构成，能够实现控制对象的有效果的轨道追随性。

详细而言，本发明是一种控制系统，包括：驱动侧控制装置，驱动控制对象；以及上位侧控制装置，生成用于由所述驱动侧控制装置进行的所述控制对象的驱动控制的动作指令信号。并且，所述驱动侧控制装置具有：驱动侧控制结构，包括驱动侧反馈系统与驱动侧控制模型部，且构成为能够进行遵循所述驱动侧控制模型部所具有的控制模型的模型追随控制，所述驱动侧反馈系统包括输入与所述控制对象的动作相关联的反馈信号的一个或多个控制器，所述驱动侧控制模型部具有对所述驱动侧反馈系统及所述控制对象进行模型化而成的所述控制模型；以及驱动侧计算部，进行规定信号的计算处理，所述规定信号用于所述驱动侧控制结构中对所述控制对象的驱动控制，并且所述上位侧控制装置具有：上位侧控制结构，包括至少具有与所述驱动侧控制模型部对应的控制模型的上位侧控制模型部，且构成为基于所述上位侧控制模型部的输出与所述动作指令信号的偏差的上位侧修正信号被反馈到所述上位侧控制模型部的输入侧，基于所述经反馈的上位侧修正信号与所述动作指令信号而生成的修正后指令信号被输入到所述上位侧控制模型部；以及上位侧计算部，进行规定信号的计算处理，所述规定信号用于所述上位侧控制结构中对所述控制对象的驱动控制。另外，所述修正后指令信号还被输入到所述驱动侧控制结构。

本发明的控制系统包括驱动侧控制装置与上位侧控制装置，动作指令信号在由上位侧控制装置修正后作为修正后指令信号而提供给驱动侧控制装置。在驱动侧控制装置中，基于包括驱动侧反馈系统与驱动侧控制模型部的驱动侧控制结构，由驱动侧计算部进行用于控制对象的驱动控制的规定信号的计算处理。由此，在驱动侧控制装置中，实现遵循驱动侧控制模型部所具有的控制模型的所谓模型追随控制。此处，在上位侧控制装置的上位侧控制结构中，包括具有与驱动侧控制模型部对应的控制模型的上位侧控制模型部。并且，在所述上位侧控制结构中，形成有将上位侧控制模型部的输出反馈到其输入侧的反馈结构。并且，反馈的上位侧控制模型部的输出与动作指令信号的偏差意味着模型上的控制对象的输出与目标的偏离，所以通过利用基于所述偏差的上位侧修正信号来进行动作指令信号的修正，能够提高对动作指令信号的追随性。例如，将上位侧修正信号与动作指令信号相加，生成作为经修正的动作指令信号的修正后指令信号。

并且，此种修正后指令信号被输入到如上所述那样构成为能够进行模型追随控制的驱动侧控制结构。因此，驱动侧控制装置在对动作指令信号的追随驱动控制中，不是直接利用动作指令信号，而是利用在上位侧控制模型中对动作指令信号进行了修正的结果、换言之反映驱动侧反馈系统与控制对象而进行了修正的结果即所述修正后指令信号，来执行模型追随控制。其结果，根据驱动侧控制装置，可实现对动作指令信号的追随性得到了提高的控制对象的驱动控制。而且，为了构成本发明的控制系统，只要在上位侧控制装置中准备上位侧控制模型即可，用户的便利性极高。并且，所述动作指令信号的修正是经由由上位侧控制装置的上位侧控制结构而形成的反馈结构来进行。因此，不需要像现有技术那样在推定将来位置来提高轨道追随性的情况下调整规定的控制参数，因此本发明较佳地有助于提高用户的便利性。而且，由于没有跨及上位侧控制装置与驱动侧控制装置来形成反馈系统，因此可抑制由装置间的通信时间引起的轨道追随性的降低。

此处，在所述控制系统中，所述上位侧控制模型部所具有的控制模型可以是与所述驱动侧控制模型部所具有的控制模型相同的控制模型。由此，可简便地准备上位侧控制模型部的控制模型。并且，即使将此种控制模型应用于上位侧控制模型部，由于驱动侧控制结构构成为能够进行模型追随控制，所以也可充分享有对动作指令信号的追随性的提高。

此处，所述控制系统中，所述上位侧控制装置还可具有模型参数获取部，所述模型参数获取部基于所述驱动侧控制装置所具有的所述驱动侧控制模型部的控制参数，从所述驱动侧控制装置获取与所述上位侧控制模型部相关的规定的控制参数。配置在上位侧控制装置中的上位侧控制模型部与配置在驱动侧控制装置中的驱动侧控制模型部均为对驱动侧反馈系统与控制对象进行模型化而成。两模型部所具有的模型未必需要一致，但在两模型全部或一部分一致的情况下，可使构成两模型的规定的控制参数共通化。因此，通过使上位侧控制装置的模型参数获取部从驱动侧控制装置获取用于形成上位侧控制模型部的规定的控制参数，上位侧控制装置中的上位侧控制模型部的准备变得容易。另外，所述获取也可以在驱动侧控制装置连接于上位侧控制装置时，自动地或者按照来自用户的指示半自动地进行。而且，当在驱动侧控制装置中，驱动侧反馈系统的控制结构被变更时，在将所述变更反映到驱动侧控制模型部的同时，也可通过由模型参数获取部获取规定的控制参数，而将所述控制结构的变更反映到上位侧驱动装置。

此处，在至此所述的控制系统中，所述上位侧控制模型部及所述驱动侧控制模型部也可分别包括脉冲响应模型，所述脉冲响应模型由作为与所述驱动侧反馈系统和所述控制对象相关的脉冲响应的信息的脉冲响应信息来表示。并且，所述驱动侧计算部利用所述驱动侧控制模型部中所含的对所述脉冲响应模型的输入与所述脉冲响应模型的卷积积分处理的结果，进行所述驱动侧控制结构中的所述规定信号的计算处理，所述上位侧计算部利用所述上位侧控制模型部中所含的对所述脉冲响应模型的输入与所述脉冲响应模型的卷积积分处理的结果，进行所述上位侧控制结构中的所述规定信号的计算处理。通过这样利用脉冲响应信息，可反映控制对象及驱动侧反馈系统的实际特性，更正确地算出驱动侧控制结构及上位侧控制结构中的规定信号。

而且，在至此所述的控制系统中，所述驱动侧控制装置可具有对多个所述控制对象进行驱动控制，并且与各个所述控制对象对应的多个所述驱动侧控制结构，而且，所述上位侧控制装置可具有包括与所述多个控制对象分别对应的所述上位侧控制模型部的多个所述上位侧控制结构。并且，在此情况下，所述多个上位侧控制结构各者的所述上位侧控制模型部中的规定的控制增益被设定为所有的所述上位侧控制模型部间共通的值，所述多个驱动侧控制结构各者的所述驱动侧控制模型部中的规定的控制增益被设定为所有的所述驱动侧控制模型部间共通的值。即，在通过驱动侧控制装置及上位侧控制装置对多个控制对象进行驱动控制的情况下，为了应用本发明的技术思想而采用所述构成。根据此种构成，各控制对象对动作指令信号的追随性得到提高，并且在所有的上位侧控制模型部间，规定的控制增益被设定为共通的值，且在所有的驱动侧控制模型部间，规定的控制增益也被设定为共通的值，由此，上位侧控制装置中对各控制对象的动作指令信号的修正、以及驱动侧控制装置中对各控制对象的模型追随控制同样地进行。因此，在控制对象对动作指令信号的追随性得到提高的同时，控制对象间的同步性也得到提高。其结果，基于多个控制对象的驱动控制的输出成为与所述目标轨道极其近似的输出。

发明的效果

在包括驱动控制对象的驱动侧控制装置与向驱动侧控制装置提供动作指令信号的上位侧控制装置的控制系统中，在尽可能抑制用户的调整负荷的同时，得以实现控制对象的有效果的轨道追随性。

附图说明

[图1]是表示本发明的控制系统的概略构成的图。

[图2]是表示图1所示的控制系统的控制结构，即跨及伺服驱动器与标准PLC而形成的第1控制结构的图。

[图3]是图1所示的控制系统中所含的伺服驱动器与标准PLC的功能框图。

[图4]是表示由本发明的控制系统对负载装置进行2轴驱动时的、所述控制系统中的控制结构的概略的第1图。

[图5]是表示形成有图4所示的控制结构情况下的、受到2轴驱动的负载装置的输出位置的实际的轨迹结果的图。

[图6]是表示图1所示的控制系统的控制结构，即跨及伺服驱动器与标准PLC而形成的第2控制结构的图。

具体实施方式

＜实施例1＞

图1是本发明的实施方式的控制系统的概略构成图。控制系统包括网络1、电动机2、负载装置3、伺服驱动器4、及标准可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller，PLC)5。所述控制系统是用于由伺服驱动器4以使作为控制对象6的电动机2及负载装置3追随于由标准PLC 5生成的动作指令信号pcmd的方式对控制对象6进行驱动控制的系统。此处，作为负载装置3，可例示各种机械装置(例如，工业用机器人的臂或搬送装置)，电动机2作为驱动所述负载装置3的致动器而组装在负载装置3内。例如，电动机2是交流(Alternating Current，AC)伺服电动机。另外，在电动机2中安装有未图示的编码器(encoder)，通过所述编码器，与电动机2的动作相关的参数信号被反馈发送给伺服驱动器4。所述反馈发送的参数信号(以下称作反馈信号)例如包含关于电动机2的旋转轴的旋转位置(角度)的位置信息、所述旋转轴的旋转速度的信息等。另外，控制对象6中也可包含多个电动机2，在此情况下，负载装置3具有由多个电动机2驱动控制的构成，即所谓的多轴构成。

标准PLC 5生成与电动机2的动作(运动(motion))相关的动作指令信号，并经由后述的上位侧控制模型部500对动作指令信号的规定的修正处理，而向伺服驱动器4发送修正处理后的信号。伺服驱动器4经由网络1而从标准PLC 5接收所述修正处理后的动作指令信号即修正后指令信号pcmd1(参照图2)，并且接收从连接于电动机2的编码器输出的反馈信号。另外，伺服驱动器4基于来自标准PLC 5的修正后指令信号pcmd1及来自编码器的反馈信号，算出与电动机2的驱动相关的伺服控制，即，与电动机2的动作相关的指令值，并且以使电动机2的动作追随于所述指令值的方式对电动机2供给驱动电流。此供给电流是利用从交流电源7送往伺服驱动器4的交流电力。在本实施例中，伺服驱动器4为接受三相交流的类型，但也可为接受单相交流的类型。另外，由伺服驱动器4进行的伺服控制是利用伺服驱动器4所具有的位置控制器41、速度控制器42、电流控制器43的反馈控制，其详细将基于图2来后述。

此处，基于图2，对图1所示的控制系统的控制结构进行说明。首先，对控制系统中的伺服驱动器4的控制结构进行说明。伺服驱动器4具有能够进行所谓的模型追随控制的驱动侧控制结构460，所述驱动侧控制结构460包括驱动侧反馈系统400与驱动侧控制模型部450。驱动侧反馈系统400包括位置控制器41、速度控制器42、电流控制器43，另一方面，驱动侧控制模型部450包括作为对这些控制器及控制对象6进行模型化而成的构成的、驱动侧模型位置控制部45、驱动侧模型速度控制部46、驱动侧实机模型部47。

首先，对驱动侧反馈系统400的详细进行说明。在驱动侧反馈系统400中，位置控制器41例如进行比例控制(P控制)。具体而言，通过将驱动侧控制模型部450的驱动侧模型位置输出psim1与检测位置的偏差即位置偏差乘以规定的位置比例增益，而算出速度指令vcmd。

速度控制器42例如进行比例积分控制(PI控制)。具体而言，通过将相对于由位置控制器41算出的速度指令vcmd与驱动侧控制模型部450的速度输出(驱动侧模型位置输出psim1的微分值)之和的检测速度的偏差即速度偏差的积分量乘以规定的速度积分增益，并将其计算结果与所述速度偏差之和乘以规定的速度比例增益，而算出扭矩(torque)指令τcmd。而且，速度控制器42也可取代PI控制而进行P控制。

电流控制器43基于由速度控制器42算出的扭矩指令τcmd、与由驱动侧控制模型部450的驱动侧模型速度控制部46算出的驱动侧模型扭矩指令τcmd1之和，来输出电流指令Ccmd，由此来对电动机2进行驱动控制。电流控制器43包括与扭矩指令相关的滤波器(一次低通滤波器)或者一个或多个陷波滤波器(notch filter)，作为控制参数，具有与这些滤波器的性能相关的截止(cutoff)频率等。

接下来，对驱动侧控制模型部450进行说明。在驱动侧控制模型部450中，驱动侧模型位置控制部45是对驱动侧反馈系统400的位置控制器41进行模型化而成，与位置控制器41同样地进行P控制。具体而言，通过将后述的上位侧控制结构560所生成的修正后指令信号pcmd1与驱动侧控制模型部450的驱动侧模型位置输出psim1的偏差乘以规定的位置比例增益，而算出驱动侧模型速度指令vcmd1。

驱动侧模型速度控制部46是对驱动侧反馈系统400的速度控制器42进行模型化而成，与速度控制器42同样地进行PI控制。具体而言，通过将由驱动侧模型位置控制部45算出的驱动侧模型速度指令vcmd1与驱动侧控制模型部450的速度输出(驱动侧模型位置输出psim1的微分值)的偏差的积分量乘以规定的速度积分增益，并将其计算结果与所述偏差之和乘以规定的速度比例增益，而算出驱动侧模型扭矩指令τcmd1。

驱动侧实机模型部47是对驱动侧反馈系统400的电流控制器43及控制对象6进行模型化而成，基于由驱动侧模型速度控制部46算出的驱动侧模型扭矩指令τcmd1来输出驱动侧模型位置输出psim1。

在包括像这样构成的驱动侧反馈系统400及驱动侧控制模型部450的驱动侧控制结构460中，形成所谓的模型追随控制结构，即，通过驱动侧反馈系统400以及具有对控制对象6进行模型化而成的控制结构的驱动侧控制模型部450，来进行控制对象6的控制驱动的仿真，并将其结果反映给驱动侧反馈系统400。在具有此模型追随控制结构的驱动侧控制结构460中，驱动侧反馈系统400的反馈环(feedback loop)构成为利用与驱动侧控制模型部450的输出的偏差，而非与动作指令信号pcmd的偏差，因此相对于驱动侧控制模型部450的特性的追随性变高。另一方面，驱动侧控制模型部450自身一般而言具有低通滤波特性，因此在以动作指令信号pcmd为基准时，可能在驱动侧控制模型部450内的用于追随控制的规定信号中产生背离，而难以提高轨道追随性。

因此，在标准PLC 5侧形成用于提高轨道追随性的控制结构。标准PLC 5包括上位侧控制结构560作为控制结构，在所述上位侧控制结构560中包含上位侧控制模型部500。上位侧控制模型部500具有与驱动侧控制模型部450对应的控制模型，并相对于其输入而输出作为其响应结果的上位侧位置输出psim0。

此处，在上位侧控制结构560中，对动作指令信号pcmd与来自上位侧控制模型部500的上位侧位置输出psim0的偏差实施增益等由补偿器530进行的补偿，而生成上位侧修正信号pin0。上位侧修正信号pin0是通过上位侧控制模型部500所具有的模型而推定的控制对象6的响应位置与动作指令信号pcmd的偏差，所以通过使用所述上位侧修正信号pin0来修正动作指令信号pcmd，能够提高与控制对象6的驱动控制相关的轨道追随性。因此，上位侧修正信号pin0与动作指令信号pcmd相加后，输入到上位侧控制模型部500，并且作为修正后指令信号pcmd1而发送到驱动侧控制模型部450侧。并且，修正后指令信号pcmd1与驱动侧模型位置输出psim1的偏差被输入到驱动侧模型位置控制部45。

在形成有此种控制结构的控制系统中，在标准PLC 5中，在通过上位侧控制模型部500，反映出驱动侧反馈系统400的控制结构及控制对象6状态下进行动作指令信号pcmd的修正，生成修正后指令信号pcmd1。并且，没有跨及标准PLC 5与伺服驱动器4而形成反馈系统，所述修正后指令信号pcmd1以不受延迟的影响的状态从标准PLC 5传送到伺服驱动器4。并且，伺服驱动器4利用此修正后指令信号pcmd1进行模型追随控制。在像这样形成有控制结构的控制系统中，通过标准PLC 5与伺服驱动器4协作，作为控制系统而能够实现对动作指令信号pcmd的高的轨道追随性。而且，标准PLC 5中修正后指令信号pcmd1的生成是按照上位侧控制结构560中的反馈结构来进行的，因此不会对用户施加为了修正动作指令信号pcmd而产生的特别的负荷。

接下来，基于图3对伺服驱动器4与标准PLC 5的功能性结构进行说明。图3是将通过在伺服驱动器4及标准PLC 5中分别执行的软件而实现的各种功能图像化来表示的功能框图。首先，伺服驱动器4具有所述驱动侧控制结构460与驱动侧计算部410。并且，如上所述，在驱动侧控制结构460中包括驱动侧反馈系统400与驱动侧控制模型部450。而且，驱动侧计算部410是进行用于图2所示的驱动侧控制结构460中的追随控制的规定信号的计算处理的功能部。例如，驱动侧计算部410计算驱动侧反馈系统400中位置控制器41、速度控制器42、电流控制器43的输出等，并计算驱动侧控制模型部450中驱动侧模型位置控制部45、驱动侧模型速度控制部46、驱动侧实机模型部47的输出等。

而且，标准PLC 5具有所述上位侧控制结构560与上位侧计算部510、模型参数获取部520。并且，如上所述，在上位侧控制结构560中包括上位侧控制模型部500。并且，上位侧计算部510是进行用于图2所示的上位侧控制结构560中的追随控制的规定信号的计算处理的功能部。例如，上位侧计算部510进行上位侧控制模型部500的上位侧位置输出psim0的计算、或上位侧修正信号pin0及修正后指令信号pcmd1的生成等。而且，模型参数获取部520是从伺服驱动器4侧获取用于形成上位侧控制模型部500的规定的控制参数的功能部。如上所述，上位侧控制模型部500与驱动侧控制模型部450同样地，是对驱动侧反馈系统400及控制对象6进行模型化而成。由于在伺服驱动器4中为了模型追随控制而形成有驱动侧控制模型部450，因此在形成上位侧控制模型部500时能够利用与驱动侧控制模型部450相关的控制参数。因此，模型参数获取部520在标准PLC 5电连接于伺服驱动器4时，获取与伺服驱动器4内的驱动侧控制模型部450相关的控制参数(规定的位置比例增益、速度比例增益、速度积分增益等)作为上位侧控制模型部500的控制参数。由此，可减轻标准PLC 5中的上位侧控制模型部500的形成所需的劳力。另外，由模型参数获取部520进行的获取也可在伺服驱动器4内的驱动侧控制模型部450的结构被变更时自动地进行。

＜与轨道追随性相关的例1＞

此处，基于图4及图5，对与通过本发明的控制系统同步控制两台电动机来驱动负载装置3的情况下的轨道追随性相关的第一例进行说明。如图4所示，为了应对X轴及Y轴这两台电动机的同步控制，在伺服驱动器4中形成有用于X轴的驱动控制的驱动侧控制结构460X、与用于Y轴的驱动控制的驱动侧控制结构460Y。并且，驱动侧控制结构460X中包括驱动侧反馈系统400X与驱动侧控制模型部450X，驱动侧控制结构460Y中包括驱动侧反馈系统400Y与驱动侧控制模型部450Y。而且，在标准PLC 5中形成有用于X轴的驱动控制的上位侧控制结构560X与用于Y轴的驱动控制的上位侧控制结构560Y，在上位侧控制结构560X中包括上位侧控制模型部500X，在上位侧控制结构560Y中包括上位侧控制模型部500Y。

在像这样进行电动机的同步控制的情况下，各个上位侧控制模型部500X、500Y中的规定的控制增益、例如位置比例增益、速度比例增益以及速度积分增益的值被设定为上位侧控制模型部间共通的值。并且，驱动侧控制模型部450X、驱动侧控制模型部450Y中的规定的控制增益(同样地，为位置比例增益、速度比例增益、速度积分增益等)也被设定为驱动侧控制模型部间共通的值。另外，驱动侧反馈系统400X、驱动侧反馈系统400Y中的规定的控制增益(同样地，为位置比例增益、速度比例增益、速度积分增益等)在轴间未必需要设定为共通的值。通过在上位侧控制模型部500X、上位侧控制模型部500Y及驱动侧控制模型部450X、驱动侧控制模型部450Y中进行此种增益设定，而在以相同程度进行了标准PLC 5中的对各轴的动作指令信号pcmd的修正的基础上进行追随控制，由此，提高各轴的同步性，使同步控制两台电动机而驱动的负载装置3的轨道追随性得以提高。

此处，在图5的上层(a)的右侧，示出通过图4所示的控制系统，以负载装置3的输出部画圆的方式同步控制2轴的电动机的情况下的、负载装置3的输出部的实际的轨迹。另外，上层(a)的左侧是基于从标准PLC 5向伺服驱动器4传送的修正后指令信号而形成的输出部轨迹。而且，在图5的下层(b)中，不会进行像本发明那样在标准PLC 5侧进行动作指令信号的修正处理，而在伺服驱动器4中仅进行模型追随控制的情况下的基于所述动作指令信号的输出部的轨迹示于左侧，将实际的输出部的轨迹示于右侧。从图5可理解：当在伺服驱动器4中仅进行模型追随控制时，可在输出部的实际的轨迹与基于动作指令信号的轨迹之间确认到明显的偏离，但根据图4所示的控制系统，两者之间的偏离得以极为良好地消除。

＜实施例2＞

基于图6，对实施例2的控制系统的控制结构进行说明。图6是与图2同样地表示控制系统的控制结构的图，对于与图2所示的控制结构中所含的构成实质上相同的构成，标注相同的参照编号并省略其详细的说明。图6所示的控制结构具有驱动侧脉冲响应模型部470来代替图2所示的控制结构所含的驱动侧控制模型部450的驱动侧实机模型部47。并且，图6所示的控制结构具有驱动侧模型对应脉冲响应模型部550来代替图2所示的控制结构所含的上位侧控制模型部500。

并且，驱动侧脉冲响应模型部470具有与将作为控制系统侧的机械构成的电流控制器43及控制对象6设为一个机械构成时的、向所述一个机械构成输入脉冲信号时的速度响应(速度脉冲响应)相关的信息作为脉冲响应模型。另外，所述脉冲响应信息的生成可通过现有技术来实现。概略而言，通过对与驱动侧实机模型部47相关的频率传递函数进行傅立叶逆变换来实现。并且，相对于向驱动侧脉冲响应模型部470的任意的输入而言的输出vsim1可通过所述任意的输入与驱动侧脉冲响应模型部470所具有的脉冲响应信息的卷积积分处理来算出。所述卷积积分处理由驱动侧计算部410执行。

而且，驱动侧模型对应脉冲响应模型部550具有与将驱动侧控制模型部450设为一个构成时的、向所述一个构成输入脉冲信号时的位置响应(位置脉冲响应)相关的信息作为脉冲响应模型。而且，作为其他方法，驱动侧模型对应脉冲响应模型部550所具有的脉冲响应模型也可与驱动侧脉冲响应模型部470所具有的脉冲响应模型同样，是与速度脉冲响应相关的模型。在此情况下，可通过模型参数获取部520从伺服驱动器4获取驱动侧脉冲响应模型部470的脉冲响应模型，而将其用作驱动侧模型对应脉冲响应模型部550的脉冲响应模型。并且，相对于向驱动侧模型对应脉冲响应模型部550的任意的输入而言的输出(上位侧位置输出psim0)可通过所述任意的输入与驱动侧模型对应脉冲响应模型部550所具有的脉冲响应信息的卷积积分处理来算出。所述卷积积分处理由上位侧计算部510执行。

通过像这样将脉冲响应模型用于上位侧控制结构560及驱动侧控制结构460中的内部信号的处理，能够正确地算出与实际的控制对象6的特性相应的速度响应。其结果，在控制系统中，通过标准PLC 5与伺服驱动器4的协作，作为控制系统，可进一步提高对动作指令信号pcmd的轨道追随性。

＜变形例＞

关于图2及图6中所示的标准PLC 5的控制结构，在上位侧控制模型部500中也可包括在驱动侧控制模型部450中所不包括的构成。而且，上位侧控制模型部500也可对伺服驱动器4中与模型追随控制相关的控制结构的整体进行模型化而构成。在此情况下，除了驱动侧反馈系统400以外，还需要控制对象6的模型化，作为所述模型的一例，也可利用将截止频率作为驱动侧反馈系统400的位置控制增益的低通滤波器来代替。而且，关于图2及图6所示的伺服驱动器4的控制结构，也可采用仅有驱动侧反馈系统400的控制结构。在此情况下，来自标准PLC 5的修正后指令信号pcmd1被输入到驱动侧反馈系统400的位置控制器41。

符号的说明

1：网络

2：电动机

3：负载装置

41：位置控制器

42：速度控制器

43：电流控制器

45：驱动侧模型位置控制部

46：驱动侧模型速度控制部

47：驱动侧实机模型部

400：驱动侧反馈系统

450：驱动侧控制模型部

460：驱动侧控制结构

470：驱动侧脉冲响应模型部

500：上位侧控制模型部

550：驱动侧模型对应脉冲响应模型部

Claims

1.一种控制系统，包括：

驱动侧控制装置，驱动控制对象；以及

上位侧控制装置，生成用于由所述驱动侧控制装置进行的所述控制对象的驱动控制的动作指令信号，其中

所述驱动侧控制装置具有：

驱动侧控制结构，包括驱动侧反馈系统与驱动侧控制模型部，且所述驱动侧控制结构构成为能够进行遵循所述驱动侧控制模型部所具有的控制模型的模型追随控制，所述驱动侧反馈系统包括输入与所述控制对象的动作相关联的反馈信号的一个或多个控制器，所述驱动侧控制模型部具有对所述驱动侧反馈系统及所述控制对象进行模型化而成的控制模型；以及

驱动侧计算部，进行规定信号的计算处理，所述规定信号用于所述驱动侧控制结构中对所述控制对象的驱动控制，

所述上位侧控制装置具有：

上位侧控制结构，包括至少具有与所述驱动侧控制模型部对应的控制模型的上位侧控制模型部，且所述上位侧控制结构构成为基于所述上位侧控制模型部的输出与所述动作指令信号的偏差的上位侧修正信号被反馈到所述上位侧控制模型部的输入侧，基于所述经反馈的上位侧修正信号与所述动作指令信号而生成的修正后指令信号被输入到所述上位侧控制模型部；以及

上位侧计算部，进行规定信号的计算处理，所述规定信号用于所述上位侧控制结构中对所述控制对象的驱动控制，

所述修正后指令信号还被输入到所述驱动侧控制结构。

2.根据权利要求1所述的控制系统，其中

所述上位侧控制模型部所具有的控制模型是与所述驱动侧控制模型部所具有的控制模型相同的控制模型。

3.根据权利要求2所述的控制系统，其中

所述上位侧控制装置还具有模型参数获取部，所述模型参数获取部基于所述驱动侧控制装置所具有的所述驱动侧控制模型部的控制参数，从所述驱动侧控制装置获取与所述上位侧控制模型部相关的规定的控制参数。

4.根据权利要求2或3所述的控制系统，其中

所述上位侧控制模型部及所述驱动侧控制模型部分别包括脉冲响应模型，所述脉冲响应模型由作为与所述驱动侧反馈系统和所述控制对象相关的脉冲响应的信息的脉冲响应信息来表示，

所述驱动侧计算部利用所述驱动侧控制模型部中所含的对所述脉冲响应模型的输入与所述脉冲响应模型的卷积积分处理的结果，进行所述驱动侧控制结构中的所述规定信号的计算处理，

所述上位侧计算部利用所述上位侧控制模型部中所含的对所述脉冲响应模型的输入与所述脉冲响应模型的卷积积分处理的结果，进行所述上位侧控制结构中的所述规定信号的计算处理。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制系统，其中

所述驱动侧控制装置具有对多个所述控制对象进行驱动控制，并且与各个所述控制对象对应的多个所述驱动侧控制结构，

所述上位侧控制装置具有包括与所述多个控制对象分别对应的所述上位侧控制模型部的多个所述上位侧控制结构，

所述多个上位侧控制结构各个的所述上位侧控制模型部中的规定的控制增益被设定为所有的所述上位侧控制模型部间共通的值，

所述多个驱动侧控制结构各个的所述驱动侧控制模型部中的规定的控制增益被设定为所有的所述驱动侧控制模型部间共通的值。