CN111796610A - 马达控制装置以及马达控制用计算机程序 - Google Patents

马达控制装置以及马达控制用计算机程序 Download PDF

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Abstract

本发明提供马达控制装置以及马达控制用计算机程序，可提升使马达驱动的可动部重复固定动作时的位置控制精度。控制装置具有：驱动信号生成部(21)，其按采样周期，对由位置指令指定的可动部(2)的位置与由位置检测器(4)测量出的可动部(2)的测量位置之间的位置偏差进行计算，对根据加上了校正量的位置偏差生成的驱动信号加上根据具有预定周期的相位信号生成的干扰信号，使驱动可动部(2)的马达(3)根据加上了干扰信号的驱动信号而动作；学习控制部(24)，其以减少位置偏差的方式，使用动态特性补偿滤波器来计算校正量；以及动作评价部(25)，其以与位置偏差的大小相关的评价值满足预定条件的方式来变更动态特性补偿滤波器的结构。

Description

马达控制装置以及马达控制用计算机程序
技术领域
本发明涉及例如，马达的控制装置、以及这样的控制装置使用的马达控制用计算机程序。
背景技术
在具有使用伺服马达进行驱动的可动部的机器人或者机床这样的自动机器中，有时如针对工件进行重复相同的加工的情况那样，按预定周期来重复相同的动作。这样的情况下，提出了通过应用所谓的学习控制，减少重复动作中的、由伺服马达驱动的可动部的各目标位置与实际的可动部的位置之间的位置偏差(例如，参照日本特开2004－280772号公报)。
例如，日本特开2004－280772号公报所记载的伺服马达驱动控制装置根据将采样时求出的位置偏差和与伺服马达的驱动同步出力的参照位置，求出该参照位置处的预定位置的位置偏差，将该位置偏差和对应的校正数据相加进行滤波器处理，对与该位置对应的、存储在存储单元中的对应的校正数据进行更新。此外，该驱动控制装置通过存储在存储单元中的与位置对应的校正数据和参照位置求出采样时的校正数据，对该校正数据进行动态特性补偿求出校正量而与位置偏差相加。
在这样的学习控制中，提出了如下技术：设定更适当的伺服马达的控制条件，或者，能够选择与机器特性或者运转条件相适合的学习参数(例如，参照日本特开2017－84104号公报以及日本特开2009－122779号公报)。
例如，日本特开2017－84104号公报所记载的伺服控制装置，根据将正弦波输入给位置控制环时的位置控制环的出力，基于与位置控制环输入输出信号的增益和相位相关的、实测的频率特性与学习控制器的频率特性，来计算表示附带学习控制器的位置控制特性的评价值。然后，该控制装置根据评价值对构成学习控制器的频带限制滤波器以及动态特性补偿滤波器的至少一个的结构进行变更。
此外，日本特开2009－122779号公报所记载的控制辅助装置，使用将伺服系统中的电动机的动作模型化所得的运算模型、和用于针对用于调整电动机的控制响应的调整参数进行模拟的模拟性的调整参数的条件即模拟条件，根据进行了按预定的目标动作来控制电动机时的模拟所得的结果来自动设定调整参数以及调整参数相关的调整条件。
在日本特开2017－84104号公报所记载的技术中，对由正弦波形成的干扰被输入到位置控制环的位置偏差取得部从而对位置偏差本身施加了正弦波状的干扰的情况进行评价。但是，即使干扰自身是周期性的，位置偏差也并非总是周期性的情况，在该技术中，有时无法优化动态特性补偿滤波器的结构以抑制该干扰造成的影响。
此外，在日本特开2009－122779号公报所记载的技术中，由于通过模拟来设定调整参数等，因此没有准确地对伺服马达或者由伺服马达驱动的可动部等的实际的机器特性或者动作特性等进行评价，结果，有时调整参数没有被优化。
发明内容
本发明的一个方面，目的在于提供一种马达的控制装置，能够提升使马达驱动的可动部重复固定的动作时的位置控制精度。
根据一个实施方式，提供一种驱动周期性地动作的可动部(2)的马达(3)的控制装置。该控制装置具有：相位信号生成部(22)，其生成具有预定周期的相位信号；干扰信号生成部(23)，其根据相位信号，生成以预定周期重复的干扰信号；驱动信号生成部(21)，其按预定的采样周期，对由位置指令指定的可动部(2)的位置与由位置检测器(4)测量出的可动部(2)的位置之间的位置偏差进行计算，对位置偏差加上用于校正该位置偏差的校正量，对根据加上了校正量的位置偏差生成的、用于驱动马达(3)的驱动信号加上干扰信号，使马达(3)根据加上了干扰信号的驱动信号而动作；学习控制部(24)，其使用用于对马达(3)的控制系统的动态特性进行补偿的动态特性补偿滤波器以减少位置偏差的方式来计算校正量；以及动作评价部(25)，其按照至少包含一个预定周期的重复周期，来计算表示该重复周期中的、每一个预定的采样周期的位置偏差的大小的评价值，以该评价值满足预定条件的方式来变更动态特性补偿滤波器的结构。
根据其他方式，提供一种用于控制马达(3)的马达控制用计算机程序，该马达(3)对重复固定动作的可动部(2)进行驱动。该马达控制用计算机程序包括使计算机执行以下处理的命令：生成具有预定周期的相位信号，根据相位信号生成以预定周期重复的干扰信号，按预定的采样周期，计算由位置指令指定的可动部(2)的位置与由位置检测器(4)测量出的可动部(2)的位置之间的位置偏差，对位置偏差加上用于校正该位置偏差的校正量，对根据加上了校正量的位置偏差生成的、用于驱动马达(3)的驱动信号加上干扰信号，根据加上了干扰信号的驱动信号使马达动作，使用用于对马达(3)的控制系统的动态特性进行补偿的动态特性补偿滤波器以减少所述位置偏差的方式来计算校正量，按照至少包含一个预定周期的重复周期，计算表示该重复周期中的、每一个预定的采样周期的位置偏差的大小的评价值，以该评价值满足预定条件的方式来变更动态特性补偿滤波器的结构。
根据一个方面可以提升使马达驱动的可动部重复固定动作时的位置控制精度。
附图说明
图1是一个实施方式涉及的马达控制系统以及马达控制系统所包含的控制装置的概略结构图。
图2是学习控制处理以及校准处理有关的、控制装置的处理器的功能框图。
图3是成为动态特性补偿滤波器的变更对象的参数的值的显示的一例的图。
图4A以及图4B分别是校准处理的动作流程图。
具体实施方式
以下，参照附图，并且对本发明的实施方式涉及的马达的控制装置进行说明。该控制装置对用于驱动机器人或者机床等自动机器具有的可动部的马达(例如，伺服马达)进行控制。特别是，该控制装置针对使可动部按固定的动作周期重复相同的动作时施加的周期性的干扰，对用于补偿马达的控制系统的动态特性的滤波器(以下，简单地称为动态特性补偿滤波器)进行优化。因此，该控制装置在执行校准处理时，以伪方式生成表示周期性的干扰的、预定周期的干扰信号。并且，该控制装置将干扰信号施加给根据指定马达的目标旋转量(即，由马达驱动的可动部的目标位置)的位置指令求出的速度指令或者电流指令之后，使马达动作。之后，该控制装置对动态特性补偿滤波器的结构进行优化，以使表示马达的实测位置与由位置指令指定的位置之间的位置偏差的大小的评价值满足预定条件。并且，该控制装置在可动部针对工件进行作业时应用优化后的动态特性补偿滤波器的结构。
例如，有时因机器的共振或者齿隙导致的非线性振动，位置偏差表现出了与干扰不同的周期的振动。此外，学习控制有如下性质：对与重复动作不同步的干扰进行放大。在上述的现有技术中，有时在产生这些现象时，位置偏差得不到抑制。但是，本实施方式涉及的控制装置即使在产生了这些现象的情况下，也可以以能够减少位置偏差的方式对动态特性补偿滤波器的结构进行优化。
图1是一个实施方式涉及的、马达控制系统1以及马达控制系统1所包含的控制装置5的概略结构图。马达控制系统1具有：可动部2、驱动可动部2的伺服马达3、用于测量从伺服马达3的基准位置起的旋转量，即可动部2的位置的位置检测器4、以及控制装置5。
可动部2例如是设置在机床或者机器人的工具，直接或者经由齿轮等间接地安装在伺服马达3的旋转轴。并且，可动部2通过伺服马达3而被驱动，按照针对各工件(未图示)进行了相同的加工这样的、固定的动作周期来重复相同的动作。
伺服马达3是马达的一例，按照从控制装置5供给的驱动电流进行旋转从而驱动可动部2。
位置检测器4例如是编码器或者解析器，安装在伺服马达3的旋转轴。并且，位置检测器4对从伺服马达3的基准位置起的旋转量(即，可动部2的实际位置)进行测量，将其测量值输出给控制装置5。
控制装置5控制伺服马达3，使安装在伺服马达3的可动部2执行预定的动作。在本实施方式中，控制装置5通过将所谓的学习控制应用于伺服马达3的控制中，而减少执行预定动作过程中的、每一个预定的采样周期的可动部2的目标位置与实际位置之间的位置偏差。
因此，控制装置5具有：用户接口11、通信接口12、驱动电路13、存储器14以及处理器15。
用户接口11例如具有键盘或者鼠标这样的输入装置、显示装置。或者，用户接口11还可以具有触摸面板显示器这样的、输入装置与显示装置集成化的装置。并且，用户接口11按照用户进行的操作，生成表示开始或者停止伺服马达3的动作这样的操作的操作信号，将该操作信号发给处理器15。此外，用户接口11显示从处理器15获取的各种显示用的信息。显示用的信息例如包含表示伺服马达3或者可动部2的动作状況的信息、以及表示执行校准处理时的、位置偏差的评价值与用于规定动态特性补偿滤波器的结构的参数集的各参数值的关系信息等。
通信接口12例如包含用于将控制装置5与通信线路连接的通信接口以及执行与经由通信线路的信号的收发相关的处理的电路等。并且，通信接口12例如从上位控制装置(未图示)接收指示可动部2进行预定动作时的该预定动作中的各目标位置的一连串的位置指令等，将接收到的位置指令发给处理器15。并且，通信接口12具有用于连接位置检测器4的信号线的接口，每当从位置检测器4接收到可动部2的位置的测量值时，都将该测量值转发给处理器15。
驱动电路13具有用于供给针对伺服马达3的电力的电路。并且，驱动电路13经由电流供给用的电缆与伺服马达3连接，按照从处理器15获取的电流指令，向伺服马达3供给与使伺服马达3产生的转矩、旋转方向或者转速对应的电力。
存储器14是存储部的一例，例如，具有能够读写的半导体存储器与读出专用的半导体存储器。并且，存储器14可以具有半导体存储卡、硬盘、或者光存储介质这样的存储介质以及对该存储介质进行访问的装置。
存储器14存储由控制装置5的处理器15执行的、伺服马达3的控制用的各种计算机程序等。此外，存储器14还存储对使伺服马达3进行预定动作时的可动部2的目标位置与实际位置之间的位置偏差进行校正的校正数据、以及用于规定动态特性补偿滤波器的结构的参数集等，该动态特性补偿滤波器用于对由马达控制系统1实现的伺服马达3的控制系统的动态特性进行补偿。
处理器15是控制部的一例，例如，具有CPU(Central Processing Unit)及其外围电路。并且，处理器15可以具有数值运算用的处理器。并且，处理器15对马达控制系统1整体进行学习控制，执行使伺服马达3以及可动部2重复执行预定动作的学习控制处理。此外，处理器15执行用于校准动态特性补偿滤波器的校准处理。
图2是学习控制处理以及校准处理相关的、处理器15的功能框图。处理器15具有：驱动信号生成部21、相位信号生成部22、重复指令生成部23、学习控制部24、以及动作评价部25。处理器15具有的这些各部例如是通过在处理器15上执行的计算机程序而实现的功能模块。或者，这些各部也可以作为实际安装在处理器15的一部分用的运算电路而安装。另外，处理器15具有的这些各部中的、相位信号生成部22、重复指令生成部23以及动作评价部25被用于校准处理。另一方面，驱动信号生成部21以及学习控制部24供校准处理以及学习控制处理双方使用。另外，以下的说明中，在没有明示应用的处理时，通过校准处理以及学习控制处理双方来进行相同的控制。另外，在图2中，为了简化，省略了驱动电路13的图示。
驱动信号生成部21按比可动部2进行重复动作的周期(以下，称为动作周期)短的预定的采样周期，即用于控制伺服马达3的控制周期，生成用于驱动伺服马达3的驱动信号。然后，驱动信号生成部21通过将生成的驱动信号输出给驱动电路13而使伺服马达3动作。为此，驱动信号生成部21具有：减法器31、3个加法器32～34、速度控制部35、电流控制部36以及二个开关37、38。并且，驱动信号生成部21按照位置环控制以及速度环控制，使伺服马达3动作。
减法器31按预定的采样周期，来计算来自上位控制装置的位置指令所表示的可动部2的目标位置、与从位置检测器4接收到的可动部2实际的位置的测量值之差(位置偏差)，将计算出的位置偏差输出给加法器32以及学习控制部24。
加法器32每当从减法器31获取位置偏差时，都对该位置偏差加上从学习控制部24获取到的校正量来校正位置偏差。然后，加法器32将校正后的位置偏差输出给速度控制部35。
速度控制部35，每当获取校正后的位置偏差时，都对该校正后的位置偏差乘以位置增益来计算速度指令。另外，速度指令是用于驱动伺服马达3的驱动信号的一例。并且，速度控制部35将速度指令输出给加法器33。
加法器33在执行校准处理时，在开关37为接通的情况下，每当获取速度指令时，都对速度指令所表示的速度指令值加上由重复指令生成部23生成的干扰信号的该采样周期中的值，由此，对速度指令施加周期性的干扰。并且，将施加了周期性的干扰的速度指令输出给电流控制部36。另一方面，在执行校准处理时，在开关37为断开的情况下，或者，在执行学习控制处理时，加法器33每当获取速度指令时，都将获取的速度指令直接输出给电流控制部36。
电流控制部36每当获取速度指令时，都求出速度指令所表示的速度指令值与伺服马达3的实际速度之差即速度偏差，针对该速度偏差进行比例积分控制这样的速度环控制来计算电流指令。另外，电流指令是用于驱动伺服马达3的驱动信号的其他一例。此外，例如根据由位置检测器4检测出的每一个采样周期的伺服马达的位置计算伺服马达3的实际速度。或者，在伺服马达3设置用于检测转速的转速传感器(未图示)，可以通过该转速传感器来测量伺服马达3的实际转速。电流控制部36将电流指令输出给加法器34。
加法器34在执行校准处理时，在开关38为接通的情况下，每当获取电流指令时，都对电流指令所表示的电流指令值加上由重复指令生成部23生成的干扰信号的该采样周期中的值，由此，对电流指令施加周期性的干扰。然后，将施加了周期性的干扰的电流指令输出给驱动电路13。另一方面，在执行校准处理时，在开关38为断开的情况下，或者，在执行学习控制处理时，加法器34每当获取电流指令时，将获取的电流指令直接输出给驱动电路13。
二个开关37、38的任何一个在执行校准处理时设定为接通，另一个设定为断开。该二个开关中的哪一个为接通，例如，按照经由用户接口11的用户的操作，或者按照校准处理用的计算机程序来决定。例如，伺服马达3的负荷比较大，即使对电流指令外加干扰也不会准确地评价与该干扰对应的位置偏差的情况下，开关37设为接通，对速度指令施加干扰。另一方面，在伺服马达3的负荷比较小的情况下，开关38设为接通，对电流指令施加干扰。由此，控制装置5可以针对周期性的干扰更精密地优化动态特性补偿滤波器。另外，在执行学习控制处理的情况下，二个开关37、38都设定为断开。
相位信号生成部22在执行校准处理时，按预定生成周期生成具有预定周期，且表示该预定周期中的相位(例如，0～2π(或者0°～360°)的范围所包含的任意值)的相位信号。预定周期例如可以设为与假设可动部2实施针对工件的作业时施加给伺服马达3的动作的周期性的干扰的周期相同，例如，可以设为与可动部2的动作周期相同。此外，预定周期如果是学习控制部24可以取得假设施加给伺服马达3的周期性的干扰的周期的方式，则可以与可动部2的动作周期不同。例如，在使工件与工具相对旋转的加工中，在对通过伺服马达3而动作的工具施加与工件的相对的旋转角对应的干扰的情况下，预定周期可以设为与假设的工件的旋转周期相同。此外，预定生成周期可以与上述的采样周期相同，或者，也可以不同。但是，干扰信号为了准确地模拟可动部2实施针对工件的作业时产生的周期性的干扰，优选其生成周期比采样周期短。
相位信号生成部22每当生成相位信号时，将生成的相位信号输出给重复指令生成部23以及学习控制部24。
重复指令生成部23在执行校准处理时，根据相位信号生成模拟了可动部2实施针对工件的作业时产生的周期性的干扰的干扰信号。周期性的干扰例如表示为正弦波或者三角波。并且，重复指令生成部23每当获取相位信号时，以使干扰信号的相位成为该相位信号表示的相位的方式生成干扰信号，并将生成的干扰信号出力。从重复指令生成部23输出的干扰信号经由二个开关37、38的某一个，通过加法器33或者加法器34而施加到速度指令或者电流指令。
学习控制部24按预定的采样周期，来计算用于校正位置偏差的校正量。为此，学习控制部24具有：时间角度变换部41、加法器42、滤波器部43、校正数据更新部44、角度时间变换部45、以及动态特性补偿部46。
时间角度变换部41在校准处理时，每当输入位置偏差时，都将该位置偏差与成为准备了校正数据的单位的、多个相位区间的某一个对应起来。例如，针对相位信号的一周期0～360°设定具有彼此相等的长度的m个(m是2以上的整数，例如，72、180、360)的相位区间。时间角度变换部41每当输入位置偏差时，确定包含该位置偏差被输入时的相位信号所表示的相位的相位区间，将位置偏差与确定出的相位区间对应起来。例如，相位信号中以0.1°为单位来表示相位(即，通过0～3599的值来表示相位)，各相位区间的长度是1°时(即，存在360个相位区间时)，时间角度变换部41通过将相位信号所表示的相位的值除以10((＝1°/0.1°)所得的值，来确定包含该相位的相位区间。
此外，时间角度变换部41在执行学习控制处理时，每当输入位置偏差时，根据位置偏差输入时的参照位置(例如，由位置指令指定的目标位置或者由位置检测器4测量出的可动部2的位置)，来确定多个相位区间中与该位置对应的相位区间。并且，时间角度变换部41将输入的位置偏差与确定出的相位区间对应起来。该情况下，时间角度变换部41对从该动作开始起的位置偏差输入时的位置指令的次序相对于使可动部2执行一次预定的重复动作的位置指令的总数的比，乘以相位区间的数，从而可以确定对应的相位区间。或者，时间角度变换部41对从移动开始位置到位置偏差输入时的参照位置为止的移动距离相对于使伺服马达3执行预定的动作时的可动部2的移动开始位置到移动结束位置为止的移动距离的比，乘以相位区间的数，从而可以确定对应的相位区间。此外，存在与使伺服马达3执行预定动作时的可动部2同步地进行动作的其他马达时，时间角度变换部41可以将针对该同步地进行动作的其他马达的位置指令或者测量出的位置作为参照位置来确定相位区间。此外，在通过上位控制装置针对位置指令叠加基于预定的相位信号的重复指令，或者，马达控制装置针对位置指令叠加基于由相位信号生成部22生成的相位信号的重复指令来执行可动部2的预定重复动作时，时间角度变换部41与执行校准处理时一样，可以根据这些相位信号确定相位区间。此外，针对可动部2的1次重复动作，包含多个相位信号的周期(即，干扰信号的周期)时，时间角度变换部41可以通过参照预先存储在存储器14中的、表示参照位置与相位区间的对应关系的参照表，确定参照位置对应的相位区间。或者，时间角度变换部41求出将从可动部2的移动开始位置移动到参照位置期间的位置指令的接收次数除以与1次的相位信号的周期相当的位置指令的接收次数时的成为剩余的数。然后，时间角度变换部41对该成为剩余的数乘以相位区间的数相对于与1次的相位信号的周期相当的位置指令的接收次数的比，从而可以确定对应的相位区间。
时间角度变换部41将输入的位置偏差和确定出的表示与该位置偏差对应的相位区间的信息一起输出给加法器42。
加法器42每当输入位置偏差时，都从存储器14读入针对输入的位置偏差和对应的相位区间的、相位信号的前1周期的校正数据并针对该位置偏差进行加法运算。然后，加法器42将加上了前1周期的校正数据所得的位置偏差与表示对应的相位区间的信息一起输出给滤波器部43。
滤波器部43每当输入了加上了前1周期的校正数据所得的位置偏差时应用低通滤波器以针对该位置偏差衰减高频分量，由此求出更新后的校正数据。另外，低通滤波器例如可以设为有限脉冲响应型(Finite Impulse Response、FIR)的滤波器。并且，滤波器部43将更新后的校正数据与表示对应的相位区间的信息一起输出给校正数据更新部44。
校正数据更新部44每当获取了更新后的校正数据时，将该更新后的校正数据与对应的相位区间关联起来写入到存储器14中。
角度时间变换部45与时间角度变换部41一样，确定输入了位置偏差时的相位信号或者与参照位置对应的相位区间。并且，角度时间变换部45通过从存储器14读入与确定出的相位区间对应的校正数据而转发给动态特性补偿部46。
动态特性补偿部46每当对学习控制部24输入位置偏差时，针对由角度时间变换部45求出的校正数据应用动态特性补偿滤波器，由此，计算针对该位置偏差的校正量。然后，动态特性补偿部46将计算出的校正量输出给驱动信号生成部21的加法器32。
动态特性补偿部46使用的动态特性补偿滤波器例如可以设为用于补偿校正数据的相位延迟的FIR型的相位提前滤波器。并且，动态特性补偿部46作为动态特性补偿滤波器，也可以一起使用相位提前滤波器和具有直线相位特性的频带限制用的FIR型的滤波器。另外，对于这些滤波器例如参照井上等的论文“回放伺服系统的高精度控制(「プレイバックサーボ系の高精度制御」)”，电气学会论文志.C，101卷4号，p.89-96，1981年。详细内容在后面进行描述，动态特性补偿滤波器的抽头数、各阶数的加权系数或者各阶数的加权系数中的具有0以外的值的加权系数的数量这样的、用于规定动态特性补偿滤波器的结构的参数集，在校准处理中通过动作评价部25而被优化，并存储在存储器14中。并且，动态特性补偿部46从存储器14读入用于规定动态特性补偿滤波器的结构的参数集而进行使用即可。
动作评价部25在校准处理中，按预定周期数(例如，1、5、10等)的量生成相位信号，即，按重复周期，来计算表示该重复周期中的、每一个预定的采样周期的位置偏差的大小的评价值，变更动态特性补偿滤波器的结构以使该评价值满足预定条件。另外，预定条件例如是在执行学习控制处理的情况下，位置偏差收敛为预定值以下。
评价值例如可以设为针对相位信号的重复周期所包含的、每一个采样周期的一连串的位置指令的每一个计算出的位置偏差的均方根，或者，位置偏差的绝对值和。
动作评价部25每当计算评价值时，对用于规定动态特性补偿滤波器(如上所述，例如是相位提前滤波器或者频带限制滤波器)的结构的参数集中的至少一个参数进行变更。如上所述，动态特性补偿滤波器是FIR型的滤波器时，参数集中例如包含抽头数、各阶数的加权系数以及非0的加权系数的数。例如，如果存储器14具有的校正数据的个数与抽头数相等，则规定读出与多个相位区间中的哪个相位区间对应的校正数据是非0的加权系数的阶数。此时，动作评价部25例如按照贝叶斯优化法、最速下降法或者模拟退火(シミュレーティッドアニーリング)这样的优化方法的某一个来变更参数。并且，动作评价部25求出以预定次数执行评价值的计算以及参数的变更而获得的各评价值中的、成为与预定条件相当的允许上限值以下，且，为最小的评价值，将与该成为最小的评价值对应的参数集作为供学习控制处理使用的参数集存储在存储器14中。
或者，动作评价部25在以预定次数执行了评价值的计算以及参数的变更的时间点，将评价值为允许上限值以下，且，评价值超过允许上限值的参数集为止的最短距离为最大时的参数集作为供学习控制处理使用的参数集保存在存储器14中。由此，动作评价部25因伺服马达3或者可动部2的随时间劣化，即使伺服马达3的动态特性变化，也可以将评价值越是超过允许上限值则位置偏差越是变大之前所需的时间设定得长。
或者此外，动作评价部25可以在评价值为允许上限值以下的时间点，将与该评价值对应的参数集作为供学习控制处理使用的参数集保存在存储器14中。此外，动作评价部25可以在速度指令或者电流指令从预定的允许范围偏离时，不使用此时的参数集。
动作评价部25在重复参数的变更时，若评价值为预定的基准值以下，则可以将参数的值的变化量设定成比评价值大于该预定基准值时的变化量小。另外，预定基准值设定为允许上限值以上的值。或者，动作评价部25在重复参数的变更时，若评价值为预定基准值以下，则可以将使参数的值变化的范围设定成比评价值大于该基准值时的、使参数的值变化的范围窄。
并且，动作评价部25可以在执行校准处理时，或者，在结束校准处理后，按计算出的评价值，将用于计算该评价值的、成为动态特性补偿滤波器的变更对象的参数的值，以与该评价值对应的显示方式显示于用户接口11具有的显示装置。
图3是表示成为动态特性补偿滤波器的变更对象的参数的值的显示的一例的图。该示例中，作为成为变更对象的参数，选择两个非0的加权系数。该情况下，例如，通过下式来表示动态特性补偿滤波器Gx(z)。
Gx(z)＝wxZx+wyZy
这里，X、Y分别是FIR型滤波器的阶数，Zx、Zy分别是X阶、Y阶的校正数据的值。并且wx、wy(wx≠0、wy≠0、wx+wy＝1)分别是X阶、Y阶的加权系数。图3所示的显示画面300中，横轴表示对校正数据乘以预定的加权系数wx的滤波器阶数X，纵轴表示对校正数据乘以预定的加权系数wy的滤波器阶数Y。作为示例将抽头数设为360，将滤波器阶数设为1时，Z1是从存储器14中从某个相位区间预读前面359°的校正数据，即1°之前的校正数据而获得的值。并且，各点301表示实际计算出评价值的阶数的组合(X、Y)。此外，以针对与该点对应的加权系数的组合而计算出的评价值所对应的显示方式来显示各点301。例如，通过绿色来显示与评价值是允许上限值以下的加权系数的组合相当的点301a，另一方面，通过橙色来显示与评价值比允许上限值大的加权系数的组合相当的点301b。另外，也可以与评价值对应地，变更各点的形状、大小或者亮度。例如，评价值是允许上限值以下时的点的形状、与评价值比允许上限值大时的点的形状可以相互不同。并且，关于为了供学习控制处理使用而选择出的与加权系数的组合相当的点301c，动作评价部25可以通过不同于与其他加权系数的组合相当的点的颜色的颜色(例如，青色或者黑色)来进行显示，也可以闪烁显示。因此，用户通过观察点301的分布，可以以表示为通过虚线302包围的范围的方式视觉上掌握评价值为允许上限值以下的加权系数的组合。另外，处理器15在用户使用鼠标将光标对准某一个点时，可以使显示装置显示表示针对该点对应的加权系数的组合而计算出的评价值、对应的校正数据、或者位置偏差是否收敛的信息。
并且，用户可以一边参照显示画面所显示的点的分布，一边选择供学习控制处理使用的动态特性补偿滤波器的参数集。该情况下，经由用户接口11执行表示选择供学习控制处理使用的动态特性补偿滤波器的参数集的操作(例如，在特定的坐标中进行双击的操作)时，用户接口11生成表示该选择的操作信号，将该操作信号输出给处理器15。然后，处理器15可以按照该操作信号，决定供学习控制处理使用的动态特性补偿滤波器的参数集，并保存在存储器14中。
另外，在成为变更对象的参数有3个以上时，动作评价部25可以针对成为变更对象的参数中的任意两个，使显示装置进行上述那样的显示。该情况下，例如，通过经由用户接口11的用户的操作，可以选择显示的参数的组合。
图4A以及图4B分别是校准处理的动作流程图。处理器15按照下述的动作流程图，按相位信号的一周期，即，干扰信号的一周期，执行校准处理。
如图4A所示，相位信号生成部22生成相位信号(步骤S101)。重复指令生成部23根据该相位信号生成表示周期性的干扰的干扰信号(步骤S102)。驱动信号生成部21判定相位信号是否是最初的第一周期(步骤S103)。如果相位信号是最初的第一周期(步骤S103－“是”)，则驱动信号生成部21按预定的采样周期将干扰信号与速度指令或者电流指令相加生成施加了干扰的速度指令或者电流指令。然后，驱动信号生成部21按照施加了干扰的速度指令或者电流指令使伺服马达3动作，并且计算位置指令所表示的可动部2的目标位置与由位置检测器4测量出的可动部2实际的位置之间的位置偏差(步骤S104)。学习控制部24针对位置偏差应用低通滤波器，每当输入位置偏差时，根据输入该位置偏差时的相位信号来生成校正数据(步骤S105)。
另一方面，如果相位信号不是最初的第一周期，即，相位信号是第二周期以后(步骤S103－“否”)，则驱动信号生成部21按预定的采样周期，将干扰信号与使用从学习控制部24输入的校正量而进行了校正后的速度指令或者电流指令相加而生成施加了干扰的速度指令或者电流指令。然后，驱动信号生成部21按照施加了干扰的速度指令或者电流指令使伺服马达3动作，并且计算由位置指令所表示的可动部2的目标位置与由位置检测器4测量出的可动部2实际的位置之间的位置偏差(步骤S106)。
每当输入了位置偏差时，学习控制部24根据输入了该位置偏差时的相位信号，来确定前1周期的相同相位的校正数据，并从存储器14读入确定出的校正数据并与位置偏差相加(步骤S107)。然后，学习控制部24针对加上了校正数据的位置偏差应用低通滤波器而更新校正数据，并且针对更新所得的校正数据应用动态特性补偿滤波器，由此，计算针对输入的位置偏差的校正量(步骤S108)。
如图4B所示，步骤S105或者S108之后，动作评价部25判定是否生成了预定周期数(即重复周期)的量的相位信号(步骤S109)。如果没有生成预定周期数的量的相位信号(步骤S109－“否”)，则处理器15重复步骤S101以后的处理。另一方面，如果生成了预定的周期数的量的相位信号(步骤S109－“是”)，则动作评价部25计算评价值，根据该评价值来更新用于规定动态特性补偿滤波器的结构的参数集(步骤S110)。
动作评价部25判定评价值的计算以及参数集更新的次数是否达到预定次数(步骤S111)。如果评价值的计算以及参数集更新的次数没有达到预定次数(步骤S111－“否”)，则处理器15重置存储在存储器14中的更新前的参数集的校正量、校正数据，相位信号生成部22重置相位信号的周期数(即重复次数)(步骤S112)。然后，处理器15重复步骤S101以后的处理。
另一方面，如果评价值的计算以及参数集更新的次数达到预定次数(步骤S111－“是”)，则将与评价值的最小值对应的参数集选择为供学习控制处理使用的参数集(步骤S113)。然后，处理器15将选择出的参数集保存在存储器14中，结束校准处理。
另外，即使评价值的计算以及参数集更新的次数达到预定次数，评价值的最小值超过允许上限值时，动作评价部25经由用户接口11，将评价值没有收敛为允许上限值以下通知给用户。
如以上所说明那样，该马达的控制装置在将模拟性地表示周期性的干扰的干扰信号与用于驱动伺服马达的速度指令或者电流指令相加之后，对用于规定动态特性补偿滤波器的结构的参数集进行变更以使表示位置偏差的大小的评价值最小化。因此，该控制装置即使在使马达驱动的可动部重复固定动作时施加周期性的干扰，也可以提升位置控制精度。
此外，实现上述的实施方式或者变形例的控制装置5的处理器15的各部的功能的计算机程序，以存储在半导体存储器、磁记录介质或者光记录介质这样的、计算机可读的可携带的记录介质中的形式被提供。
这里所列举的所有示例以及特定的用语都是出于示教目的的示例以及用语，旨在帮助读者理解本发明和针对该技术的促进的由本发明者作出贡献的概念，应解释为不限定于表示本发明的优势和劣势相关的、本说明书的任意示例的结构这样的特定的列举的示例和条件。详细地对本发明的实施方式进行了说明，但是只要不脱离本发明的精神和范围，能够在此基础上进行各种变更、置换以及修正。

Claims (6)

1.一种马达的控制装置，所述马达以使可动部重复固定的动作的方式驱动所述可动部，所示控制装置的特征在于，具有：
相位信号生成部，其生成具有预定周期的相位信号；
干扰信号生成部，其根据所述相位信号，生成以所述预定周期重复的干扰信号；
驱动信号生成部，其按预定的采样周期，对由位置指令指定的所述可动部的位置与由位置检测器测量出的所述可动部的位置之间的位置偏差进行计算，将用于校正所述位置偏差的校正量与所述位置偏差相加，对根据加上了所述校正量的所述位置偏差生成的、用于驱动所述马达的驱动信号加上所述干扰信号，使所述马达根据加上了该干扰信号的驱动信号而动作；
学习控制部，其使用用于对所述马达的控制系统的动态特性进行补偿的动态特性补偿滤波器以减少所述位置偏差的方式来计算所述校正量；以及
动作评价部，其按照至少包含一个所述预定周期的重复周期，来计算表示该重复周期中的、每一个所述预定的采样周期的所述位置偏差的大小的评价值，以该评价值满足预定条件的方式来变更所述动态特性补偿滤波器的结构。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其特征在于，
所述学习控制部按所述预定的采样周期，对所述位置偏差加上表示所述预定周期的前一周期的位置偏差的校正量的校正数据，针对加上了该校正数据的所述位置偏差应用低通滤波器，求出该采样周期的校正数据，并通过针对求出的校正数据应用所述动态特性补偿滤波器来计算所述校正量。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其特征在于，
所述动态特性补偿滤波器是有限脉冲响应型的滤波器，
所述动作评价部以所述评价值满足所述预定条件的方式来变更所述动态特性补偿滤波器的抽头数、各阶数的加权系数以及各阶数的加权系数中的非0的加权系数的数中的至少一个即变更参数。
4.根据权利要求3所述的控制装置，其特征在于，
所述动作评价部以距所述评价值距成为满足所述预定条件的允许上限值的所述动态特性补偿滤波器的所述变更参数的值最远的方式，决定该变更参数的值。
5.根据权利要求3或4所述的控制装置，其特征在于，
所述动作评价部将每一个所述预定周期的所述动态特性补偿滤波器的所述变更参数，以与该周期中的所述评价值是否满足所述预定条件的判定结果对应的显示方式显示在显示装置上。
6.一种马达控制用计算机程序，其用于对驱动可动部的马达进行控制，以使所述可动部重复固定的动作，其特征在于，
所述马达控制用计算机程序使计算机执行以下处理：
生成具有预定周期的相位信号；
根据所述相位信号生成以所述预定周期重复的干扰信号；
按预定的采样周期，计算由位置指令指定的所述可动部的位置与由位置检测器测量出的所述可动部的位置之间的位置偏差，将用于校正所述位置偏差的校正量与所述位置偏差相加，对根据加上了所述校正量的所述位置偏差生成的、用于驱动所述马达的驱动信号加上所述干扰信号，使所述马达根据加上了该干扰信号的驱动信号而动作；
使用用于对所述马达的控制系统的动态特性进行补偿的动态特性补偿滤波器以减少所述位置偏差的方式来计算所述校正量，
按照至少包含一个所述预定周期的重复周期，计算表示该重复周期中的、每一个所述预定的采样周期的所述位置偏差的大小的评价值，以该评价值满足预定条件的方式来变更所述动态特性补偿滤波器的结构。
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