DE112021004507T5

DE112021004507T5 - Steuerungsunterstützungsvorrichtung, Steuerungssystem und Filtereinstellungsverfahren

Info

Publication number: DE112021004507T5
Application number: DE112021004507.5T
Authority: DE
Inventors: Ryoutarou TSUNEKI; Masaki Watanabe
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 2020-09-23
Filing date: 2021-09-16
Publication date: 2023-08-10
Also published as: CN116235117A; JPWO2022065190A1; US20240027971A1; WO2022065190A1

Abstract

Bei der vorliegenden Erfindung geht es darum, die Zuordnung von Filtern so zu bestimmen, dass eine Beschränkung der Anzahl von Filtern erfüllt und gleichzeitig eine Unterdrückung von Resonanz erreicht wird. Die vorliegende Erfindung stellt eine Steuerungsunterstützungsvorrichtung zur Verfügung, die bei der Einstellung einer Vielzahl von ersten Filtern hilft, die in einer Servo-Steuerungsvorrichtung vorgesehen sind, die einen Motor steuert, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung Folgendes umfasst: eine Resonanz-Erkennungseinheit zum Erkennen einer Vielzahl von Resonanzpunkten in den Frequenzcharakteristiken einschließlich der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Eingangs-Ausgangs-Phasenverzögerung der Servo-Steuerungsvorrichtung, wobei die Frequenzcharakteristiken auf der Grundlage eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals mit einer variierenden Frequenz gemessen werden; eine Filter-Einstelleinheit zum Einstellen einer Vielzahl von zweiten Filtern, deren Anzahl größer als die Anzahl der Vielzahl von Filtern ist, um die Vielzahl von Resonanzpunkten zu unterdrücken; und eine Gruppierungseinheit zum Gruppieren der Vielzahl von zweiten Filtern, um die Vielzahl von ersten Filtern einzustellen.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsunterstützungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie bei der Einstellung einer Vielzahl von Filtern hilft, die in einer Servo-Steuerungsvorrichtung vorgesehen sind, die so konfiguriert ist, dass sie einen Motor steuert, ein Steuerungssystem, das die Steuerungsunterstützungsvorrichtung und eine Servo-Steuerungsvorrichtung enthält, und ein Filtereinstellungsverfahren.
Stand der Technik
Um die Rückkopplungseigenschaften zu verbessern und gleichzeitig die Stabilität einer Maschine mit mehreren Resonanzpunkten zu erhalten, wird gefordert, mehrere Filter zu verwenden, um die mehreren Resonanzpunkte zu unterdrücken. Patentdokument 1 offenbart beispielsweise ein Steuerungssystem, das eine Servo-Steuerungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Filtern verwendet, um eine Vielzahl von Resonanzpunkten in einer Maschine zu unterdrücken, in der es eine solche Vielzahl von Resonanzpunkten gibt, und eine maschinelle Lernvorrichtung umfasst, die so konfiguriert ist, dass sie die Koeffizienten der Filter optimiert. Patentdokument 1 offenbart das Steuerungssystem, das, wenn es eine Vielzahl von Resonanzpunkten in einer Maschine gibt, eine Vielzahl von Filtern in einer Servosteuereinheit (die als die Servo-Steuerungsvorrichtung dient) in einer solchen Weise bereitstellt, dass sie jeweils den Resonanzpunkten entsprechen, und die Filter in Reihe schaltet, um alle Resonanzen zu dämpfen. Dann offenbart das Patentdokument 1, dass die maschinelle Lernvorrichtung sequentiell durch maschinelles Lernen optimale Werte der Koeffizienten einer Vielzahl von Filtern zur Dämpfung der Resonanzpunkte erwirbt.
Patentdokument 1: Ungeprüfte japanische Patentanmeldung, Veröffentlichung Nr. 2020-57211
Offenbarung der Erfindung
Durch die Erfindung zu lösende Probleme
Obwohl gefordert wurde, eine Vielzahl von Filtern zu verwenden, um eine Vielzahl von Resonanzpunkten in einer Maschine zu unterdrücken, in der es eine solche Vielzahl von Resonanzpunkten gibt, sind, wie oben beschrieben, die in einer Servo-Steuerungsvorrichtung einzustellenden Filter in ihrer Anzahl begrenzt. Obwohl es zur Unterdrückung einer Vielzahl von Resonanzpunkten wichtig ist, die Zuordnung von Filtern zu bestimmen, die in ihrer Anzahl begrenzt sind, ist es schwierig, die Zuordnung von Filtern zu suchen und blind zu bestimmen, während Resonanzen durch maschinelles Lernen oder unter Verwendung eines Optimierungsalgorithmus unterdrückt werden. Gefragt sind daher eine Steuerungsunterstützungsvorrichtung, ein Steuerungssystem und ein Filteranpassungsverfahren, die es ermöglichen, die Zuordnung von Filtern so zu bestimmen, dass eine Beschränkung der Anzahl von Filtern erfüllt und gleichzeitig eine Resonanzunterdrückung realisiert wird.
Mittel zur Lösung der Probleme

(1) Ein erster Aspekt der vorliegenden Offenbarung bezieht sich auf eine Steuerungsunterstützungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie bei der Einstellung einer Vielzahl von ersten Filtern hilft, die in einer Servo-Steuerungsvorrichtung vorgesehen sind, die zur Steuerung eines Motors konfiguriert ist, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung Folgendes umfasst: eine Resonanz-Erkennungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Resonanzpunkten in Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servo-Steuerungsvorrichtung erkennt, wobei die Frequenzcharakteristiken auf der Grundlage eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals gemessen werden, die jeweils eine variierende Frequenz aufweisen; eine Filter-Einstelleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie zur Unterdrückung der Vielzahl von Resonanzpunkten eine Vielzahl von zweiten Filtern einstellt, die zahlenmäßig größer sind als die Vielzahl von ersten Filtern; und eine Gruppierungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Vielzahl von zweiten Filtern separat gruppiert, um die Vielzahl von ersten Filtern einzustellen.
(2) Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist auf ein Steuerungssystem gerichtet, das Folgendes umfasst: eine Servo-Steuerungsvorrichtung, die zum Steuern eines Motors konfiguriert ist; und die oben beschriebene Steuerungsunterstützungsvorrichtung gemäß (1), wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung eine Vielzahl von Resonanzpunkten in den Frequenzcharakteristiken der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Eingangs-Ausgangs-Phasenverzögerung der Servo-Steuerungsvorrichtung erfasst, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung zum Unterdrücken der Vielzahl von Resonanzpunkten eine Vielzahl von zweiten Filtern einstellt, deren Anzahl größer ist als eine Vielzahl von ersten Filtern, die in der Servo-Steuerungsvorrichtung einzustellen sind, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung die Vielzahl von zweiten Filtern separat gruppiert, um die Vielzahl von ersten Filtern einzustellen.
(3) Ein dritter Aspekt der vorliegenden Offenbarung betrifft ein Filtereinstellungsunterstützungsverfahren für eine Steuerungsunterstützungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie bei der Einstellung einer Vielzahl von ersten Filtern hilft, die in einer Servo-Steuerungsvorrichtung vorgesehen sind, die so konfiguriert ist, dass sie einen Motor steuert, wobei das Verfahren zur Filtereinstellung Folgendes umfasst:

Erfassen einer Vielzahl von Resonanzpunkten in Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servo-Steuerungsvorrichtung, wobei die Frequenzcharakteristiken auf der Grundlage eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals gemessen werden, die jeweils eine variierende Frequenz aufweisen; Einstellen einer Vielzahl von zweiten Filtern, die zahlenmäßig größer sind als die Vielzahl von ersten Filtern, um die Vielzahl von Resonanzpunkten zu unterdrücken; und separates Gruppieren der Vielzahl von zweiten Filtern, um die Vielzahl von ersten Filtern einzustellen.
Auswirkungen der Erfindung
Gemäß den Aspekten der vorliegenden Offenbarung ist es möglich, die Zuordnung von Filtern so zu bestimmen, dass eine Beschränkung für die Anzahl der Filter erfüllt und gleichzeitig eine Unterdrückung der Resonanz realisiert wird.
Figurenliste

1 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuerungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem eine Vielzahl von Filtern direkt miteinander verbunden sind, um einen Filter zu konfigurieren.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Verstärkungseigenschaften bei der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Einstellung und Gruppierung von Filtern in Bezug auf eine Vielzahl von Resonanzpunkten zeigt.
4 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration einer Steuerunterstützungs-Einheit einschließlich einer Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
5 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung eines Modells, das zur Berechnung eines normativen Modells der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung verwendet wird.
6 ist ein charakteristisches Diagramm, das die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung einer Servosteuereinheit gemäß dem normativen Modell und einen geschätzten Wert der Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servosteuereinheit zeigt.
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Verstärkungseigenschaften bei der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Einstellung und Gruppierung von Filtern in Bezug auf eine Vielzahl von Resonanzpunkten zeigt.
8 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Teils des Steuerungssystems zeigt, das sich um eine Gruppierungseinheit dreht.
9 ist ein Blockdiagramm, das eine Maschinen-Lerneinheit gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise der in 1 dargestellten Steuerunterstützungs-Einheit veranschaulicht.
11 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuerungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt.
12 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Modifikation der Steuerungssysteme zeigt.

Bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung werden nun im Detail unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuerungssystem gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. Ein Steuerungssystem 10 umfasst eine Servosteuereinheit 100, eine Frequenzerzeugungseinheit 200, eine Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 und eine Steuerunterstützungs-Einheit 400. Die Servosteuereinheit 100 entspricht einer Servo-Steuerungsvorrichtung, die zur Steuerung eines Motors konfiguriert ist. Die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 entspricht einer Frequenzcharakteristiken-Messvorrichtung. Die Steuerunterstützungs-Einheit 400 entspricht einer Steuerungsunterstützungsvorrichtung. Es ist zu beachten, dass eine oder mehrere der Frequenzerzeugungseinheit 200, der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 und der Steuerunterstützungs-Einheit 400 in der Servosteuereinheit 100 vorhanden sein können. Die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 kann in der Steuerunterstützungs-Einheit 400 untergebracht sein.
Die Servosteuereinheit 100 umfasst einen Subtrahierer 110, eine Geschwindigkeits-Steuereinheit 120, einen Filter 130, eine Strom-Steuereinheit 140 und einen Motor 150. Der Subtrahierer 110, die Geschwindigkeits-Steuereinheit 120, der Filter 130, die Strom-Steuereinheit 140 und der Motor 150 konfigurieren ein Servosystem eines Geschwindigkeitsrückkopplungskreises. Die Steuerunterstützungs-Einheit 400 ist so konfiguriert, dass sie eine Vielzahl von Resonanzpunkten in Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung (Amplitudenverhältnis) der Servosteuereinheit 100 erkennt, die in einem Zustand erfasst wurden, in dem der Filter 130 nicht vorhanden ist, um zur Unterdrückung von Resonanzen an der Vielzahl von Resonanzpunkten eine Vielzahl von Filtern einzustellen, deren Anzahl größer ist als eine Beschränkung für die Anzahl von Filtern, und um eine Gruppierung für die Vielzahl von Filtern durchzuführen, deren Anzahl gleich oder kleiner ist als die Beschränkung für die Anzahl von Filtern. Der Filter 130 wird auf der Grundlage einer Kombination von Filtern bereitgestellt, die einer Gruppierung unterzogen wurden. 1 zeigt die Servosteuereinheit 100, nachdem der Filter 130, der durch Gruppierung eingestellt wurde, bereitgestellt wurde.
Der Motor 150 ist beispielsweise ein Linearmotor, der lineare Bewegungen ausführt, oder ein Motor mit einer Drehwelle. Ein vom Motor 150 anzutreibendes Ziel ist z. B. ein mechanisches Teil einer Werkzeugmaschine, eines Roboters oder einer Industriemaschine. Der Motor 150 kann als Teil einer Werkzeugmaschine, eines Roboters, einer Industriemaschine oder dergleichen vorgesehen sein. Das Steuerungssystem 10 kann als Teil einer Werkzeugmaschine, eines Roboters, einer Industriemaschine oder ähnlichem vorgesehen sein.
Der Subtrahierer 110 ist so konfiguriert, dass er eine Differenz zwischen einem eingegebenen Geschwindigkeitsbefehl und einer Erfassungsgeschwindigkeit, die als Geschwindigkeitsrückkopplung bereitgestellt wurde, erfasst und die Differenz als Geschwindigkeitsfehler an die Geschwindigkeits-Steuereinheit 120 ausgibt.
Die Geschwindigkeits-Steuereinheit 120 ist so konfiguriert, dass sie eine Proportional-Integral-Regelung (PI-Regelung) durchführt, einen integrierten Wert, der durch Multiplikation des Drehzahlfehlers mit einer Integralverstärkung K1v gewonnen wird, und einen Wert, der durch Multiplikation des Drehzahlfehlers mit einer Proportionalverstärkung K2v gewonnen wird, addiert und den gewonnenen Wert als Drehmomentbefehl an den Filter 130 ausgibt. Die Geschwindigkeits-Steuereinheit 120 enthält eine Rückkopplungsverstärkung. Es ist zu beachten, dass die Geschwindigkeits-Steuereinheit 120 nicht auf die Verwendung der PI-Regelung beschränkt ist, sondern auch andere Regelungen wie die Proportional-Integral-Differential-Regelung (PID-Regelung) verwenden kann. Die mathematische Gleichung 1 (im Folgenden als Gleichung 1 bezeichnet) stellt eine Übertragungsfunktion Gv (s) der Geschwindigkeits-Steuereinheit 120 dar. $G_{v} (s) = \frac{K 1 v}{s} + K 2 v$
Der Filter 130 ist so konfiguriert, dass mehrere Filter in Reihe geschaltet werden, um eine bestimmte Frequenzkomponente zu dämpfen. Jedes der Filter ist beispielsweise ein Kerbfilter, ein Tiefpassfilter oder ein Bandsperrfilter. In einer Maschine, z. B. einer Werkzeugmaschine mit einem mechanischen Teil, das vom Motor 150 angetrieben werden soll, kann es mehrere Resonanzpunkte geben, was zu einer Erhöhung jeder Resonanz in der Servosteuereinheit 100 führt. Durch die Reihenschaltung von Filtern wie den Kerbfiltern ist es möglich, einen solchen Anstieg jeder Resonanz an einer Vielzahl von Resonanzpunkten zu reduzieren. Ein Ausgang des Filters 130 wird als Drehmomentbefehl an die Strom-Steuereinheit 140 ausgegeben.
2 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel zeigt, bei dem eine Vielzahl von Filtern direkt miteinander verbunden sind, um den Filter 130 zu konfigurieren. In 2 werden bei k (k steht für eine natürliche Zahl von 2 oder mehr) Resonanzpunkten m Filter 130-1 bis 130-m (m steht für eine natürliche Zahl von 2 oder mehr, und m < k muss erfüllt sein) in Reihe geschaltet, um den Filter 130 zu konfigurieren. Die m Filter 130-1 bis 130-m entsprechen jeweils voneinander verschiedenen Frequenzbandbreiten. Der Filter 130 wird im Folgenden als einer beschrieben, der durch die m Filter 130-1 bis 130-m konfiguriert wird. Was die Anzahl der Filter angeht, die den Filter 130 konfigurieren, der durch m dargestellt wird, so ist die Anzahl der in der Servosteuereinheit 100 einzustellenden Filter begrenzt, d.h. es gibt eine Beschränkung für die Anzahl der Filter. Daher ist es schwierig, Filter in der gleichen Anzahl wie die k Resonanzpunkte bereitzustellen. Wenn eine Beschränkung für die Anzahl der Filter durch eine Anzahl von Filtern Nmax dargestellt wird, bestimmt die Steuerunterstützungs-Einheit 400 die Zuweisung von m Filtern für die k Resonanzpunkte, damit die Anzahl der m Filter gleich oder kleiner als die Anzahl der Filter Nmax ist. Die mathematische Gleichung 2 (im Folgenden als Gleichung 2 bezeichnet) stellt eine Übertragungsfunktion G_F (s) eines Kerbfilters dar, das z.B. als Filter 130-1 dient, der im Filter 130 enthalten ist. Es ist möglich, jedes der Filter 130-2 bis 130-m mit einem Kerbfilter mit einer ähnlichen Übertragungsfunktion zu konfigurieren. Der Koeffizient δ in der mathematischen Gleichung 2 steht für einen Dämpfungskoeffizienten, der Koeffizient ω_c für eine zentrale Winkelfrequenz und der Koeffizient τ für eine Teilbandbreite. Wenn die Mittenfrequenz durch fc und die Bandbreite durch fw dargestellt wird, wird der Koeffizient ω_c durch ω_c = 2πfc und der Koeffizient τ durch τ = fw / fc dargestellt. $G_{F} (s) = \frac{s^{2} + 2 δ τ ω_{c} s + ω_{c}^{2}}{s^{2} + 2 τ ω_{c} s + ω_{c}^{2}}$
Die Strom-Steuereinheit 140 ist so konfiguriert, dass sie einen Spannungsbefehl für den Antrieb des Motors 150 auf der Grundlage des Drehmomentbefehls erzeugt und den Spannungsbefehl an den Motor 150 ausgibt. Wenn der Motor 150 ein Linearmotor ist, wird die Position eines beweglichen Teils durch eine im Motor 150 vorgesehene lineare Skala (nicht dargestellt) erfasst, ein Positionserfassungswert wird differenziert, um einen Geschwindigkeitserfassungswert zu erhalten, und der erhaltene Geschwindigkeitserfassungswert wird als Geschwindigkeitsrückkopplung in den Subtrahierer 110 eingegeben. Wenn der Motor 150 ein Motor mit einer Drehwelle ist, wird eine Drehwinkelposition durch einen Drehgeber (nicht dargestellt), der im Motor 150 vorgesehen ist, erfasst, und ein Geschwindigkeitserfassungswert wird als Geschwindigkeitsrückkopplung in den Subtrahierer 110 eingegeben.
Die Servosteuereinheit 100 ist wie oben beschrieben konfiguriert. Neben der Servosteuereinheit 100 umfasst das Steuerungssystem 10 ferner die Frequenzerzeugungseinheit 200, die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 und die Steuerunterstützungs-Einheit 400. Die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 kann in der Steuerunterstützungs-Einheit 400 enthalten sein.
Die Frequenzerzeugungseinheit 200 ist so konfiguriert, dass sie ein sinusförmiges Signal als Geschwindigkeitsbefehl an den Subtrahierer 110 der Servosteuereinheit 100 und die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 ausgibt, wobei sie die Frequenz sequentiell ändert.
Die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 ist so konfiguriert, dass sie den als Eingangssignal dienenden Geschwindigkeitsbefehl (Sinuswelle), der von der Frequenzerzeugungseinheit 200 erzeugt wurde, und eine als Ausgangssignal dienende Erfassungsgeschwindigkeit (Sinuswelle), die vom Drehgeber (nicht dargestellt) ausgegeben werden soll, verwendet, um pro durch den Geschwindigkeitsbefehl spezifizierter Frequenz ein Amplitudenverhältnis (Eingangs-Ausgangs-Verstärkung) und eine Phasenverzögerung zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal zu messen. Andernfalls verwendet die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 den Geschwindigkeitsbefehl (Sinuswelle), der als ein Eingangssignal dient, das von der Frequenzerzeugungseinheit 200 erzeugt wurde, und ein Differenzial (Sinuswelle) einer Erfassungsposition, das als ein Ausgangssignal dient, das von der linearen Skala ausgegeben werden soll, um pro durch den Geschwindigkeitsbefehl spezifizierter Frequenz ein Amplitudenverhältnis (Eingangs-Ausgangs-Verstärkung) und eine Phasenverzögerung zwischen dem Eingangssignal und dem Ausgangssignal zu messen.
Wenn die Servosteuereinheit 100 in einem Zustand arbeitet, in dem der Filter 130 nicht vorhanden ist, misst die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 zumindest die Frequenzcharakteristiken der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung und gibt die Frequenzcharakteristiken der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung an eine Resonanz-Erkennungseinheit 401 und eine Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403, die später beschrieben werden, der Steuerunterstützungs-Einheit 400 aus. Wenn die Servosteuereinheit 100 in einem Zustand arbeitet, in dem einige oder alle Filter unter den m Filtern 130-1 bis 130-m in dem Filter 130 vorgesehen sind, misst die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung und gibt die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung an eine Gruppierungseinheit 404, die später beschrieben wird, der Steuerunterstützungs-Einheit 400 aus.
Wenn die Servosteuereinheit 100 in einem Zustand arbeitet, in dem der Filter 130 nicht vorhanden ist, wie in 3 dargestellt, erkennt die Steuerunterstützungs-Einheit 400 k Resonanzpunkte in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung, die die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 ausgibt. Um Resonanzen an den erkannten k Resonanzpunkten zu unterdrücken, führt die Steuerunterstützungs-Einheit 400 dann beispielsweise anfängliche Anpassungen für jeden der Koeffizienten (die Koeffizienten ω_c, τ und δ in der mathematischen Gleichung 2) von n_ini Filtern durch, deren Anzahl größer als die Anzahl der Filter Nmax ist, die die Beschränkung für die Anzahl der Filter darstellt, eine Gruppierung für die n_ini Filter durchführt und den Filter 130 einstellt, wobei die Anzahl der m Filter kleiner als die Anzahl der n_ini Filter ist, die die anfänglichen Anpassungen durchlaufen haben, und gleich oder kleiner als die Anzahl der Filter Nmax ist (n_ini > m, Nmax ≥ m). Die m Filter werden als eine Vielzahl von ersten Filtern betrachtet, während die n_ini Filter als eine Vielzahl von zweiten Filtern betrachtet werden.
Die Zahl n_ini kann gleich, größer oder kleiner als die Zahl k sein. Das heißt, für die k Resonanzpunkte können mehrere Filter für einen Resonanzpunkt, ein Filter für mehrere Resonanzpunkte und k Filter (n_ini = k) für k Resonanzpunkte vorgesehen werden. Es ist zu beachten, dass auch dann, wenn die Anzahl der k Resonanzpunkte gleich oder kleiner als die Anzahl der Filter Nmax ist, eine anfängliche Anpassung für jeden der Koeffizienten der n_ini Filter erforderlich sein kann. Ein Grund dafür ist, dass, wenn eine Vielzahl von Filtern für einen Resonanzpunkt vorgesehen ist, n_ini > k erfüllt ist, was dazu führt, dass die Anzahl der n_ini Filter größer als die Anzahl der Filter Nmax sein kann. Die Anzahl der n_ini Filter, die zur Unterdrückung von Resonanzen an den k Resonanzpunkten vorgesehen sind, wurde auf eine Zahl festgelegt, die größer ist als die Anzahl der Filter Nmax, die die Beschränkung für die Anzahl der Filter darstellt. Aber auch wenn die Anzahl der n_ini Filter gleich oder kleiner als die Anzahl der Filter Nmax ist, kann eine Gruppierung für die n_ini Filter vorgenommen werden, um den Filter 130 einzustellen, wenn die Anzahl der m Filter gleich oder kleiner als die Anzahl der Filter Nmax ist (n_ini > m). Ein Grund dafür ist, dass in manchen Fällen eine geringere Anzahl von Filtern vorzuziehen ist, selbst wenn sich eine Objektfunktion wie eine Grenzfrequenz verschlechtert hat.
3 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für Verstärkungseigenschaften bei der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Einstellung und Gruppierung von Filtern in Bezug auf eine Vielzahl von Resonanzpunkten zeigt. 3 zeigt einen Zustand, in dem acht Resonanzpunkte P1 bis P8 erzeugt wurden, anfängliche Anpassungen für jeden der Koeffizienten von acht Filtern durchgeführt wurden, um die Resonanzpunkte P1 bis P8 zu unterdrücken, und ein Filter durch Gruppierung für jeden der Resonanzpunkte P2 und P3, die Resonanzpunkte P5 und P6 und die Resonanzpunkte P7 und P8 eingestellt ist.
Im Folgenden wird die Konfiguration und Funktionsweise der Steuerunterstützungs-Einheit 400 im Detail beschrieben.
<Steuerunterstützungs-Einheit 400>
Wie in 1 dargestellt, umfasst die Steuerunterstützungs-Einheit 400 die Resonanz-Erkennungseinheit 401, eine Filter-Einstelleinheit 402, die Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 und die Gruppierungseinheit 404.
Die Resonanz-Erkennungseinheit 401 ist so konfiguriert, dass sie, wenn die Servosteuereinheit 100 in einem Zustand arbeitet, in dem der Filter 130 nicht vorhanden ist, von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung (Amplitudenverhältnis) der Servosteuereinheit 100 erfasst, um k Resonanzpunkte in den Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung (Verstärkungskennlinien) zu erkennen. Die Resonanz-Erkennungseinheit 401 kann anstelle von Resonanzpunkten auch Anti-Resonanzpunkte erkennen. Die Erkennung der Antiresonanzpunkte ermöglicht es der Filter-Einstelleinheit 402, bei der Einstellung eines Bereichs der Dämpfungsmittenfrequenz für jeden Filter in n_ini (n_ini > m) Filtern den Bereich der Dämpfungsmittenfrequenz zwischen den Frequenzen an den Antiresonanzpunkten einzustellen.
Die Filter-Einstelleinheit 402 ist so konfiguriert, dass sie n_ini Filter einstellt, die den k Resonanzpunkten entsprechen, und dass sie mit der Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 zusammenarbeitet, um pro Filter anfängliche Anpassungen für die Koeffizienten der n_ini Filter durchzuführen. Die Gruppierungseinheit 404 ist so konfiguriert, dass sie eine Gruppierung für die n_ini Filter durchführt, die den anfänglichen Einstellungen unterzogen wurden, um m (k > m) Filter zu setzen.
Im Folgenden wird beschrieben, wie die Filter-Einstelleinheit 402 die Ersteinstellung der Filter vornimmt und wie die Gruppierungseinheit 404 die Gruppierung vornimmt. Wie oben beschrieben, kann die Anzahl der n_ini Filter, die anfänglichen Einstellungen unterzogen werden, größer sein als die Anzahl der Filter Nmax, die als Beschränkung für die Anzahl der Filter dient, oder sie kann gleich oder kleiner als die Anzahl der Filter Nmax sein. Darüber hinaus kann die Anzahl der n Filter_ini größer als die Anzahl der k Resonanzpunkte sein, oder sie kann gleich oder kleiner als die Anzahl der k Resonanzpunkte sein. Die Anzahl der m Filter ist gleich oder kleiner als die Anzahl der Filter Nmax, und sie ist kleiner als die Anzahl der n_ini Filter. In der folgenden Beschreibung ist die Anzahl der n_ini -Filter, die anfänglich angepasst werden, größer als die Anzahl der Filter Nmax und gleich der Anzahl der k Resonanzpunkte (n_ini > Nmax, n_ini = k). Da die Anzahl der n_ini Filter, die anfänglichen Anpassungen unterzogen werden, größer ist als die Anzahl der Filter Nmax, wird in der folgenden Beschreibung die Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 verwendet, um die Frequenzcharakteristiken der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung zu schätzen. Wenn jedoch die Anzahl der n_ini Filter, die anfänglichen Anpassungen unterzogen werden, nicht größer ist als die Anzahl der Filter Nmax, kann die Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 verwendet werden, um die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung zu schätzen, oder die Servosteuereinheit 100 kann veranlasst werden, tatsächlich zu arbeiten, und die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 kann verwendet werden, um die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung zu messen.
(Erste Einstellungen für Filter)
Der Betrieb der Filter-Einstelleinheit 402 und die Konfiguration und der Betrieb der Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 für die Durchführung von Anfangseinstellungen pro Filter für die Koeffizienten ω_c, τ und δ von k Filtern (k = n_ini ) werden nun im Folgenden beschrieben. Die Filter-Einstelleinheit 402 wählt einen Resonanzpunkt nach dem anderen aus k Resonanzpunkten aus, stellt jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ eines Filters zur Dämpfung von Resonanzen am ausgewählten Resonanzpunkt ein und gibt jeden der eingestellten Koeffizienten nacheinander an die Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 aus.
Basierend auf jedem der Koeffizienten ω_c, τ und δ des einen Filters, der von der Filter-Einstelleinheit 402 erfasst wird, und den Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung, die von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 erfasst werden, wenn die Servosteuereinheit 100 veranlasst wird, in einem Zustand zu arbeiten, in dem der Filter 130 nicht vorgesehen ist, erfasst die Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 einen geschätzten Wert der Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servosteuereinheit 100, wenn der eine Filter in dem Filter 130 eingestellt ist, und gibt den geschätzten Wert an die Filter-Einstelleinheit 402 aus.
4 ist ein Blockdiagramm, das die Konfiguration der Steuerunterstützungs-Einheit einschließlich der Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit zeigt. 4 veranschaulicht ferner die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 zur Beschreibung des Betriebs der Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403. Wie in 4 dargestellt, umfasst die Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 eine Filterinformationserfassungseinheit 4031, eine Voreinstellungszustand-Speichereinheit 4032, eine Frequenzcharakteristik-Berechnungseinheit 4033 und eine Zustandsschätzeinheit 4034.
Die Filterinformationserfassungseinheit 4031 ist so konfiguriert, dass sie jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ eines Filters von der Filter-Einstelleinheit 402 erfasst und jeden der erfassten Koeffizienten an die Frequenzcharakteristik-Berechnungseinheit 4033 ausgibt.
Die Voreinstellungszustand-Speichereinheit 4032 ist so konfiguriert, dass sie, wenn die Servosteuereinheit 100 in einem Zustand arbeitet, in dem der Filter 130 nicht vorhanden ist, wie oben beschrieben, die Frequenzcharakteristiken C₁ in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und Phasenverzögerung speichert, die von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 erfasst werden.
Die Frequenzcharakteristik-Berechnungseinheit 4033 ist so konfiguriert, dass sie jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ des einen Filters von der Filterinformationserfassungseinheit 4031 erfasst und die Frequenzcharakteristiken C₁ aus der Voreinstellungszustand-Speichereinheit 4032 liest. Dann verwendet die Frequenzcharakteristik-Berechnungseinheit 4033 die Übertragungsfunktion G_F (jω) der mathematischen Gleichung 2, die mit jedem der Koeffizienten ω_c, τ und δ des einen Filters eingestellt wurde, um die Frequenzcharakteristik C₂ in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und Phasenverzögerung des einen Filters zu berechnen.
Dann gibt die Frequenzcharakteristik-Berechnungseinheit 4033 die gemessenen Frequenzcharakteristiken C₁ in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung der Servosteuereinheit 100 und die berechneten Frequenzcharakteristiken C₂ in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung des Filters an die Zustandsschätzeinheit 4034 aus.
Die Zustandsschätzungseinheit 4034 ist so konfiguriert, dass sie die Frequenzcharakteristiken C₁ und die Frequenzcharakteristiken C₂ addiert, um einen geschätzten Wert E (E = C₁ + C₂) der Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung der Servosteuereinheit 100, die mit dem einen Filter versehen ist, zu erhalten, und um den erhaltenen geschätzten Wert an die Filter-Einstelleinheit 402 auszugeben. In dem geschätzten Wert E der Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung wird ein geschätzter Wert der Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung als E₁ bezeichnet, während ein geschätzter Wert der Frequenzcharakteristiken in der Phasenverzögerung als E₂ bezeichnet wird. Die Filter-Einstelleinheit 402 ist in der Lage, einen Filter in der Servosteuereinheit 100 basierend auf dem geschätzten Wert E₁ der Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servosteuereinheit 100 einzustellen, um zu bestimmen, ob Resonanzen an dem ausgewählten Resonanzpunkt gedämpft werden, um in einen zulässigen Bereich zu fallen.
Die Filter-Einstelleinheit 402 bestimmt, ob die Resonanzen am ausgewählten Resonanzpunkt so gedämpft werden, dass sie in den zulässigen Bereich fallen, wie unten beschrieben. Die Filter-Einstelleinheit 402 hat zuvor ein normatives Modell in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servosteuereinheit 100 gespeichert. Das normative Modell stellt ein Modell einer Servosteuereinheit dar, das ideale Eigenschaften aufweist, das keine Resonanzen verursachen. Es ist möglich, das normative Modell rechnerisch zu ermitteln, indem beispielsweise eine Trägheit Ja, eine Drehmomentkonstante K_t, eine proportionale Verstärkung K_p, eine integrale Verstärkung K_i und eine differentielle Verstärkung K_D des in 5 dargestellten Modells verwendet werden. Die Trägheit Ja ist ein Wert, der sich aus der Addition der Trägheit des Motors und der Trägheit der Maschine ergibt.
6 ist ein charakteristisches Diagramm, das die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servosteuereinheit gemäß dem normativen Modell und einen geschätzten Wert der Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servosteuereinheit 100 zeigt. Wie im Kennliniendiagramm von 6 dargestellt, umfasst das normative Modell eine Zone A, die einen Frequenzbereich mit einer idealen Eingangs-Ausgangs-Verstärkung von einer konstanten Eingangs-Ausgangs-Verstärkung oder größer, d.h. einer idealen Eingangs-Ausgangs-Verstärkung von beispielsweise -20 dB, darstellt, und eine Zone B, die einen Frequenzbereich darstellt, in dem eine Eingangs-Ausgangs-Verstärkung kleiner als die konstante Eingangs-Ausgangs-Verstärkung ist. Im Bereich A in 6 zeigt die Kurve MC₁ (fette Linie) die ideale Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells. In der Zone B in 6 veranschaulicht eine Kurve MC₁₁ (fette gestrichelte Linie) eine ideale, virtuelle Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells, und eine gerade Linie MC₁₂ (fette Linie) veranschaulicht, wenn die Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells einen konstanten Wert hat. In den Bereichen A und B in 6 veranschaulichen die Kurven RC₁ bzw. RC₂ den Verlauf des geschätzten Wertes E₁ der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servosteuereinheit.
Die Filter-Einstelleinheit 402 bestimmt in einem Band, das um den ausgewählten Resonanzpunkt zentriert ist, in der Zone A, wenn die Kurve RC₁ des geschätzten Wertes E₁ der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung unter der Kurve MC₁ der idealen Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells liegt, dass Resonanzen am ausgewählten Resonanzpunkt gedämpft werden, um in den zulässigen Bereich zu fallen, und bestimmt, wenn die Kurve RC₁ über der Kurve MC₁ liegt, dass Resonanzen am ausgewählten Resonanzpunkt nicht gedämpft werden, um in den zulässigen Bereich zu fallen. In der Zone B, in der die Frequenz eine Frequenz überschreitet, bei der die Eingangs-Ausgangs-Verstärkung ausreichend klein wird, ist der Einfluss auf die Stabilität gering, selbst wenn die Kurve RC₁ des geschätzten Wertes E₁ der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung über der Kurve MC₁₁ der idealen virtuellen Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells liegt. Daher folgt die Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells im Bereich B, wie oben beschrieben, nicht der Kurve MC₁₁ der idealen Verstärkungskennlinie, sondern der geraden Linie MC₁₂ der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung (z. B. -20 dB) bei dem konstanten Wert. Die Filter-Einstelleinheit 402 bestimmt in dem um den ausgewählten Resonanzpunkt zentrierten Band, wenn die Kurve RC₁ des geschätzten Wertes E₁ der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung unterhalb der Geraden MC₁₂ der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung bei dem konstanten Wert liegt, dass Resonanzen am ausgewählten Resonanzpunkt gedämpft werden, um in den zulässigen Bereich zu fallen, und stellt fest, wenn die Kurve RC₁ oberhalb der Geraden MC₁₂ liegt, da eine Möglichkeit der Instabilität besteht, dass Resonanzen am ausgewählten Resonanzpunkt nicht gedämpft werden, um in den zulässigen Bereich zu fallen.
Die Filter-Einstelleinheit 402 speichert jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ des einen Filters, wenn die Resonanzen am ausgewählten Resonanzpunkt so gedämpft sind, dass sie in den zulässigen Bereich fallen. Die Filter-Einstelleinheit 402 ändert jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ des einen Filters und gibt den geänderten Koeffizienten an die Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 aus und wiederholt die oben beschriebene Verarbeitung. Auf diese Weise erhält die Filter-Einstelleinheit 402 eine Zusammenstellung der jeweiligen Koeffizienten ω_c, τ und δ des einen Filters, mit der Resonanzen an dem ausgewählten Resonanzpunkt so gedämpft werden, dass sie in den zulässigen Bereich fallen.
Die Filter-Einstelleinheit 402 ermittelt aus dem Schätzwert E₂ Frequenzcharakteristiken in der Phasenverzögerung, die einer Aggregation der jeweiligen Koeffizienten ω_c, τ und δ des einen Filters entsprechen, eine Grenzfrequenz, mit denen Resonanzen an der ausgewählten Resonanzstelle so gedämpft werden, dass sie in den zulässigen Bereich fallen, und bestimmt die Koeffizienten ω_c, τ, und δ, mit denen die Grenzfrequenz am höchsten wird, als die jeweiligen Koeffizienten ω_c, τ, und δ des einen Filters. Die Grenzfrequenz ist beispielsweise eine Frequenz, bei der die Verstärkungseigenschaften in einem Bode-Diagramm, das durch Messung eines aus der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servosteuereinheit 100 berechneten Frequenzgangs ermittelt wird, -3 dB entsprechen, oder eine Frequenz, bei der die Phaseneigenschaften -180 Grad entsprechen. Mit zunehmender Grenzfrequenz nimmt die Rückkopplungsverstärkung zu und die Ansprechgeschwindigkeit steigt. Als nächstes wählt die Filter-Einstelleinheit 402 einen anderen Resonanzpunkt aus den k Resonanzpunkten aus, stellt jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ eines anderen Filters zur Dämpfung von Resonanzen an dem ausgewählten anderen Resonanzpunkt ein und gibt den eingestellten Koeffizienten an die Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 aus.
Die Filter-Einstelleinheit 402 und die Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403en arbeiten zusammen und führen nacheinander den Vorgang der Bestimmung jedes der Koeffizienten ω_c, τ und δ jedes der Filter, wie oben beschrieben, für die k Filter durch, bestimmen jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ jedes der k Filter, die den k Resonanzpunkten entsprechen, und führen anfängliche Anpassungen pro Filter für die Koeffizienten der k Filter durch. Die Filter-Einstelleinheit 402 gibt die Koeffizienten der k Filter, die den anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, an die Gruppierungseinheit 404 aus.
In der obigen Beschreibung wurde die Servosteuereinheit 100, in der der Filter 130 nicht vorgesehen ist, dazu veranlasst, Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung (Amplitudenverhältnis) und der Phasenverzögerung zu erfassen und Resonanzpunkte zu erkennen, wobei die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung, wenn der Filter 130 nicht vorgesehen ist, auch mit anderen Methoden erfasst werden können. Zum Beispiel wird jeder der Koeffizienten ω_c, τ und δ des Filters 130 verwendet, um die Frequenzcharakteristiken der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung des Filters 130 zu berechnen. Dann wird die Servosteuereinheit 100, die mit dem Filter 130 versehen ist, veranlasst, so zu arbeiten, dass sie Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung erfasst, und von den Frequenzcharakteristiken werden die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung des Filters 130 subtrahiert, wodurch es möglich wird, Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung zu erfassen, wenn der Filter 130 nicht vorhanden ist.
(Gruppierung von Filtern)
Im Folgenden wird nun beschrieben, wie die Gruppierungseinheit 404 die Gruppierung von k Filtern, die anfänglich eingestellt wurden, durchführt und m Filter einstellt, die gleich oder kleiner sind als die Anzahl der Filter Nmax (k > m, Nmax > m), die die Beschränkung für die Anzahl der Filter darstellt. Um die k Filter, die den anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, auf m (k > m) Filter einzustellen, stellt die Gruppierungseinheit 404 eine Kombination von Filtern ein, die mit einem oder mehreren Filtern versehen sind, von denen jeweils eine Vielzahl von Filtern, die in den k Filtern aneinandergrenzen, zu einem zusammengefasst werden. Andernfalls stellt die Gruppierungseinheit 404 eine Kombination von Filtern ein, die mit einem oder mehreren Sätzen von zwei oder mehr Filtern versehen ist, von denen jeder drei oder mehr Filter, die in den k Filtern einander benachbart sind, zu zwei oder mehr kombiniert, deren Anzahl geringer ist als die der drei oder mehr einander benachbarten Filter. Im Folgenden werden beispielsweise vier Verfahren zur Gruppierung von k Filtern zu m Filtern beschrieben. In der nachstehenden Beschreibung werden Beispiele beschrieben, bei denen zum Einstellen von k Filtern, die anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, in m (k > m) Filter ein oder mehrere Filter vorgesehen sind, von denen jeweils eine Vielzahl von aneinander angrenzenden Filtern zu einem zusammengefasst werden (im Folgenden wird dieser Filter als zusammengesetzter Filter bezeichnet).
(1) Vollständige Suche nach Kombinationen von Filtern
Die Anzahl der Filterkombinationen, wenn ein zusammengesetzter Filter, in dem eine Vielzahl von benachbarten Filtern zu einem einzigen kombiniert werden, bereitgestellt wird, um k Filter in m Filter zu setzen, entspricht der Anzahl von (m-1) Partitionen, die aus (k-1) Partitionen ausgewählt werden, die die k Filter partitionieren, und wird durch C_(k-1)(m-1) dargestellt. Die Gruppierungseinheit 404 berechnet C_(k-1)(m-1) Kombinationen von Filtern und stellt in einer Kombination von Filtern jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ des zusammengesetzten Filters einzeln ein. Die Gruppierungseinheit 404 stellt für die eine Kombination von Filtern eine Kombination von Filtern ein, die einen zusammengesetzten Filter, wie den Filter 130, in der Servosteuereinheit 100 enthält. Dann stellt die Gruppierungseinheit 404 die Koeffizienten des einen zusammengesetzten Filters ein, um zu ermöglichen, dass die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung, die durch das Bewirken des Betriebs der Servosteuereinheit 100 erfasst werden, unter der Kurve der idealen Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells liegen, das unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben ist, ähnlich dem Betrieb der Filter-Einstelleinheit 402, und um die Grenzfrequenz zu maximieren.
Die Gruppierungseinheit 404 führt außerdem, wenn es andere zusammengesetzte Filter als den einen zusammengesetzte Filter in der oben beschriebenen Kombination von Filtern gibt, in ähnlicher Weise Anpassungen für die Koeffizienten der anderen zusammengesetzten Filter durch. Auf diese Weise wird eine Kombination von Filtern, bei der die Koeffizienten eines oder mehrerer zusammengesetzter Filter angepasst wurden, als ein Gruppierungskandidat betrachtet. Während ein Gruppierungskandidat erfasst wird, erfasst die Gruppierungseinheit 404 einen weiteren Gruppierungskandidaten für eine andere Kombination.
Die Gruppierungseinheit 404 wiederholt den oben beschriebenen Vorgang, um C_(k-1)(m-1) Gruppierungskandidaten zu erfassen, um einen Wert der Objektfunktion wie eine Grenzfrequenz jeder der erfassten C_(k-1)(m-1) Gruppierungen zu erfassen und um einen Gruppierungskandidaten auszuwählen, mit dem der Wert der Objektfunktion als optimale Kombination am besten wird. Wenn die Objektfunktion eine Grenzfrequenz ist, wird ein Gruppierungskandidat, bei dem die Grenzfrequenz am höchsten wird, als optimale Kombination ausgewählt. Gruppierung G1
7 ist eine Ansicht, die ein Beispiel für die Verstärkungseigenschaften bei der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Einstellung und Gruppierung von Filtern in Bezug auf eine Vielzahl von Resonanzpunkten zeigt. In 7 ist ein Beispiel dargestellt, bei dem 10 Resonanzpunkte erzeugt wurden, anfängliche Anpassungen für jeden der Koeffizienten von 10 Filtern durchgeführt wurden, um die 10 Resonanzpunkte zu unterdrücken, und eine Gruppierung der 10 Filter in 5 Filter durchgeführt wurde. In 7 sind eine Gruppe G1 und eine Gruppe G2 Beispiele für die Gruppierung von verschiedenen Filterkombinationen. Wenn eine vollständige Suche nach den Filterkombinationen durchgeführt wird, wird die Anzahl der Filterkombinationen, bei denen eine Gruppierung der 10 Filter in 5 Filter durchgeführt wird, wie in 7 dargestellt, durch C₉₄ dargestellt. Außerdem wird die Anzahl der Filterkombinationen, bei denen eine Gruppierung der 10 Filter in 5 oder weniger Filter durchgeführt wird, durch ( C₉₄ + C₉₃ + C₉₂ + C₉₁) dargestellt.
(2) Suche mit maschinellem Lernen
Wenn eine Suche mit Hilfe von maschinellem Lernen durchgeführt wird, umfasst die Gruppierungseinheit 404, wie in 8 dargestellt, eine Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 und eine Maschinen-Lerneinheit 420. 8 ist ein Blockdiagramm, das eine Konfiguration eines Teils des Steuerungssystems zeigt, das um die Gruppierungseinheit zentriert ist. Die Maschinen-Lerneinheit 420 ist so konfiguriert, dass sie die Filter-Einstelleinheit 402 veranlasst, k Filter, die anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, in (k > m) Filter einzustellen, eine Kombination von Filtern, die mit einem oder mehreren zusammengesetzten Filtern versehen sind, von denen jeweils eine Mehrzahl von Filtern, die in den k Filtern einander benachbart sind, zu einem kombiniert werden. Zu beachten ist, dass die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 so konfiguriert sein kann, dass sie eine Kombination von Filtern festlegt, und dass die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 so konfiguriert sein kann, dass sie die Kombination von Filtern an die Maschinen-Lerneinheit 420 ausgibt.
Die Maschinen-Lerneinheit 420 erhält zunächst von der Filter-Einstelleinheit 402 über die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 die Koeffizienten der k Filter, die den anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden. Darüber hinaus stellt die Maschinen-Lerneinheit 420 einen oder mehrere zusammengesetzte Filter bereit und setzt in einer Kombination, in der die k Filter, die den anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, in m Filter gesetzt werden, eine Kombination von Filtern, die einen zusammengesetzten Filter als den Filter 130 enthält, in der Servosteuereinheit 100. Dann erfasst die Maschinen-Lerneinheit 420 von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung, die erfasst werden, indem die Servosteuereinheit 100 in Betrieb gesetzt wird. Die Maschinen-Lerneinheit 420 führt maschinelles Lernen durch, um zu ermöglichen, dass die erfassten Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung unter der Kurve der idealen Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells liegen, das unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben ist, ähnlich dem Betrieb der Filter-Einstelleinheit 402, und um die Grenzfrequenz am höchsten zu machen, um die Koeffizienten ω_c, τ und δ des einen zusammengesetzten Filters anzupassen. Der Vorgang des Einstellens einer Kombination von Filtern einschließlich eines zusammengesetzten Filters als Filter 130 und der Vorgang des Erfassens von Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und Phasenverzögerung von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 werden über die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 durchgeführt. Es ist zu beachten, dass die Maschinen-Lerneinheit 420 eine Kombination von Filtern, die ein zusammengesetzten Filter als den Filter 130 enthält, direkt einstellen kann, anstatt sie über die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 einzustellen, und Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und Phasenverzögerung von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 erfassen kann. Wenn es andere zusammengesetzte Filter als den einen zusammengesetzte Filter in der oben beschriebenen Kombination von Filtern gibt, werden die Koeffizienten der anderen zusammengesetzten Filter ebenfalls in ähnlicher Weise angepasst. Auf diese Weise wird eine Kombination von Filtern, bei der die Koeffizienten eines oder mehrerer zusammengesetzter Filter angepasst wurden, als ein Gruppierungskandidat betrachtet.
Ein Beispiel für die oben beschriebene Funktionsweise der Maschinen-Lerneinheit 420 wird nun anhand von 3 näher erläutert. 3 wird hier als erklärendes Diagramm für die Erfassung eines Gruppierungskandidaten verwendet. In den Verstärkungsmerkmalen der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung wurden acht Resonanzpunkte P1 bis P8 erzeugt, und die Maschinen-Lerneinheit 420 stellt eine Kombination von Filtern ein, bei der beispielsweise ein zusammengesetzter Filter für die Resonanzpunkte P2 und P3, ein zusammengesetzter Filter für die Resonanzpunkte P5 und P6 und ein zusammengesetzter Filter für die Resonanzpunkte P7 und P8 eingestellt wird. Die Maschinen-Lerneinheit 420 setzt als Filter 130 eine Kombination von Filtern, einschließlich eines zusammengesetzten Filters, der z. B. für die Resonanzpunkte P2 und P3 gesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt wurden keine zusammengesetzten Filter für die Resonanzpunkte P5 und P6 und die Resonanzpunkte P7 und P8 gesetzt. Die Maschinen-Lerneinheit 420 erfasst Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung, die erfasst werden, indem die Servosteuereinheit 100 einschließlich des Filters 130, der mit dem für die Resonanzpunkte P2 und P3 eingestellten zusammengesetzten Filter versehen ist, in Betrieb genommen wird. Die Maschinen-Lerneinheit 420 führt maschinelles Lernen durch, um zu ermöglichen, dass die erfassten Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung unter der Kurve der idealen Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells liegen, das mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben ist, ähnlich dem Betrieb der Filter-Einstelleinheit 402, und um die Grenzfrequenz am höchsten zu machen, um die Koeffizienten des zusammengesetzten Filters einzustellen, der für die Resonanzpunkte P2 und P3 eingestellt ist. Danach stellt die Maschinen-Lerneinheit 420 in ähnlicher Weise die Koeffizienten des zusammengesetzten Filters ein, der für die Resonanzpunkte P5 und P6 eingestellt ist, und die Koeffizienten des zusammengesetzten Filters, der für die Resonanzpunkte P7 und P8 eingestellt ist. Auf diese Weise hat man als einen Gruppierungskandidaten eine Kombination von Filtern erhalten, in der die Koeffizienten der drei zusammengesetzten Filter, die jeweils für die Resonanzpunkte P2 und P3, die Resonanzpunkte P5 und P6 und die Resonanzpunkte P7 und P8 vorgesehen sind, angepasst wurden.
Die Maschinen-Lerneinheit 420 liefert, wenn sie einen Gruppierungskandidaten erfasst hat, einen oder mehrere zusammengesetzte Filter und erfasst Gruppierungskandidaten anderer Kombinationen, bei denen die k Filter, die den anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, zu m Filtern zusammengefasst werden. Dieser Vorgang wird wiederholt, und die Maschinen-Lerneinheit 420 gibt nacheinander jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ der Filter in den Kombinationen von Filtern, die als Gruppierungskandidaten dienen, an die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 aus. Einzelheiten zur Konfiguration und zum Betrieb der Maschinen-Lerneinheit 420 werden später beschrieben.
Die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 setzt eine Kombination von Filtern, die als ein Gruppierungskandidat dient, der von der Maschinen-Lerneinheit 420 als Filter 130 erfasst wurde, veranlasst die Servosteuereinheit 100, zu arbeiten, und verwendet Frequenzcharakteristiken in der Phasenverzögerung der Servosteuereinheit 100, um eine Objektfunktion wie eine Grenzfrequenz für den einen Gruppierungskandidaten zu erfassen.
Die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 führt einen Vorgang aus, der dem Vorgang des Erfassens einer Grenzfrequenz für einen Gruppierungskandidaten ähnlich ist, um eine Objektfunktion wie eine Grenzfrequenz für einen nächsten Gruppierungskandidaten zu erfassen, der von der Maschinen-Lerneinheit 420 erfasst wurde. Die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 wiederholt diesen Vorgang, um eine Kombination von Filtern zu erfassen, mit der der Wert der Objektfunktion, wie z.B. der Grenzfrequenz, aus der Vielzahl von Gruppierungskandidaten, die die Maschinen-Lerneinheit 420 erfasst hat, der beste wird.
(3) Suche anhand einer bestimmten Regel
Die Gruppierungseinheit 404 fasst nach einer bestimmten Regel k Filter, die eine erste Anpassung erfahren haben, zu m (k > m) Filtern zusammen. Beispiele für die Regel sind, dass Filter, die jeweils ein geringeres Dumping aufweisen (jeweils ein kleineres Dumping-Verhältnis), nicht miteinander kombiniert werden (= sanfte Filter werden miteinander kombiniert), oder dass Filter, die jeweils eine höhere Frequenz aufweisen, in einer priorisierten Weise miteinander kombiniert werden, und dass Filter, die voneinander abweichende Dämpfungsmittenfrequenzen aufweisen, nicht miteinander kombiniert werden. Das Verfahren zur Erfassung eines zusammengesetzten Filters, bei dem mehrere Filter zu einem kombiniert werden, wird durch einen Vorgang durchgeführt, der dem Vorgang der Erfassung von Gruppierungskandidaten ähnelt, der oben in (1) Vollständige Suche nach Kombinationen von Filtern beschrieben ist. Wenn eine Vielzahl von Gruppierungskandidaten basierend auf dieser Regel erfasst wird, erfasst die Gruppierungseinheit 404 eine Kombination von Filtern, mit der der Wert der Objektfunktion, wie z.B. der Grenzfrequenz, der beste wird, von den erfassten Gruppierungskandidaten.
(4) Kombination der einzelnen Filter
Die Gruppierungseinheit 404 kombiniert k Filter, die einer anfänglichen Anpassung unterzogen wurden, nacheinander, um m (k > m) Filter einzustellen. Durch die Kombination von Filtern in der Weise, dass von den k Filtern ein Filter subtrahiert wird, um (k-1) Filter einzustellen, von den (k-1) Filtern ein Filter subtrahiert wird, um (k-2) Filter einzustellen, usw., bis die Anzahl der k Filter gleich der Anzahl der m Filter ist, ist es nicht notwendig, ein Muster von C_(k-1)(m-1) auszuwerten.
Das Verfahren zur Erfassung eines zusammengesetzten Filters, bei dem eine Vielzahl von Filtern zu einem einzigen kombiniert werden, wird wie unten beschrieben durchgeführt. Die Gruppierungseinheit 404 stellt die Koeffizienten ω_c, τ und δ eines zusammengesetzten Filters ein, um zu ermöglichen, dass die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung, die dadurch gewonnen wurden, dass die Servosteuereinheit 100, in der die (k-1) Filter einschließlich des einen zusammengesetzten Filters, in dem benachbarte Filter miteinander kombiniert werden, als den zu betreibende Filter 130 eingestellt werden, unter der Kurve der idealen Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells liegen, das unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschriebenen normativen Modells zu liegen, ähnlich dem Betrieb der Filter-Einstelleinheit 402, und um die Grenzfrequenz am höchsten zu machen. Als nächstes stellt die Gruppierungseinheit 404, wenn ein zusammengesetzter Filter, in dem in den (k-1) Filtern einander benachbarte Filter miteinander kombiniert werden, neu bereitgestellt wird, um (k-2) Filter zu setzen, die Koeffizienten des neu bereitgestellten zusammengesetzten Filters ein, um zu ermöglichen, dass die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung, die dadurch gewonnen wurden, dass die Servosteuereinheit 100, in der die (k-2) Filter als das Filter 130 gesetzt wurden, arbeitet, unter der Kurve der idealen Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells liegen, das mit Bezug auf die 5 und 6 beschrieben ist, ähnlich dem Betrieb der Filter-Einstelleinheit 402, und um die Grenzfrequenz am höchsten zu machen. Diese Vorgänge werden wie oben beschrieben wiederholt, um eine Kombination von m Filtern zu erhalten.
<Maschinen-Lerneinheit>
Die Konfiguration und der Betrieb der Maschinen-Lerneinheit 420, wenn die Gruppierungseinheit 404 Gruppierungskandidaten für den Filter 130 durch die oben unter (2) beschriebene Suche unter Verwendung von maschinellem Lernen erfasst, wird nun unten beschrieben. In der folgenden Beschreibung wird ein Fall beschrieben, in dem die Maschinen-Lerneinheit 420 Verstärkungslernen durchführt. Das maschinelle Lernen ist jedoch nicht speziell auf das verstärkende Lernen beschränkt. Zum Beispiel kann die Maschinen-Lerneinheit 420 überwachtes Lernen durchführen.
Die Maschinen-Lerneinheit 420 stellt, um der Filter-Einstelleinheit 402 zu ermöglichen, k Filter, die anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, in m (k > m) Filter einzustellen, eine Kombination von Filtern ein, die mit einem oder mehreren zusammengesetzten Filtern versehen sind, von denen jeder eine Vielzahl von Filtern, die in den k Filtern einander benachbart sind, zu einem einzigen kombiniert. Die Maschinen-Lerneinheit 420 stellt in einer Kombination, in der ein oder mehrere zusammengesetzte Filter vorgesehen sind, um die k Filter, die den anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, in m Filter zu setzen, eine Kombination von Filtern ein, der ein zusammengesetztes Filter, wie den Filter 130, in der Servosteuereinheit 100 enthält. Die Maschinen-Lerneinheit 420 erfasst als einen Zustand S Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung, die von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 erfasst werden, indem sie die Servosteuereinheit 100 in Betrieb setzt. Dann führt die Maschinen-Lerneinheit 420 ein Q-Learning durch, bei dem eine Anpassung des Wertes jedes der Koeffizienten ω_c, τ und δ eines zusammengesetzten Filters, der als der Filter 130 in der Servosteuereinheit 100 dient, der zu dem Zustand S gehört, als eine Aktion A betrachtet wird. Wenn es andere zusammengesetzte Filter als den eine oben beschriebene zusammengesetzte Filter in einer Kombination von Filtern gibt, wird das Q-Learning weiterhin in einer ähnlichen Weise für die Koeffizienten der anderen zusammengesetzten Filter durchgeführt. Wie dem Fachmann bekannt ist, besteht ein Ziel des Q-Learnings darin, eine Aktion A mit dem höchsten Wert Q(S, A) als optimale Aktion aus den Aktionen A auszuwählen, die unter einem bestimmten Zustand S möglich sind.
Konkret wählt ein Agent (das maschinelle Lerngerät) verschiedene Aktionen A in einem bestimmten Zustand S aus und wählt außerdem eine bessere Aktion auf der Grundlage der Belohnungen für eine zu diesem Zeitpunkt ausgewählte Aktion A aus, um einen korrekten Wert Q(S, A) zu lernen.
Ein weiteres Ziel besteht darin, Q(S, A) = E[Σ(γ^t)r_t] zu erfüllen, um die Summe der in der Zukunft zu erwerbenden Belohnungen zu maximieren. Dabei steht E[] für einen Erwartungswert, t für die Zeit, γ für einen Parameter, der als Diskontsatz bezeichnet wird und später beschrieben wird, r_t für eine Belohnung zum Zeitpunkt t und Σ für die Summe zum Zeitpunkt t. In dieser Gleichung ist der Erwartungswert ein Erwartungswert, wenn der Zustand entsprechend einer optimalen Aktion geändert wird. Eine solche Aktualisierungsgleichung für den Wert Q(S, A) kann beispielsweise durch die mathematische Gleichung 3 (im Folgenden als Gleichung 3 bezeichnet) dargestellt werden, die im Folgenden beschrieben wird. $Q (S_{t + 1}, A_{t + 1}) \leftarrow Q (S_{t}, A_{t}) + α (r_{t + 1} + \underset{A}{γ m a x Q} (S_{t + 1}, A) - Q (S_{t}, A_{t}))$
In der oben beschriebenen mathematischen Gleichung 3 steht St für einen Zustand der Umgebung zum Zeitpunkt t und A_t für eine Aktion zum Zeitpunkt t. Mit der Aktion A_t ändert sich der Zustand zu S_t+1. Man beachte, dass r_t+1 für eine Belohnung steht, die durch die Änderung des Zustands erworben wurde. Darüber hinaus stellt der mit max verbundene Punkt eine Belohnung dar, die durch Multiplikation des Wertes Q mit γ erworben wird, wenn eine Aktion A mit dem höchsten zu diesem Zeitpunkt bekannten Wert Q im Zustand S_t+1 gewählt wird. γ ist ein Parameter, der 0 < γ ≤ 1 erfüllt und als Diskontierungsrate bezeichnet wird. Außerdem stellt α einen Lernkoeffizienten dar, der in einem Bereich von 0 < α ≤ 1 liegt.
Die oben beschriebene mathematische Gleichung 3 stellt ein Verfahren zur Aktualisierung eines Wertes Q(St , A_t) einer Aktion A_tunter einem Zustand St auf der Grundlage einer Belohnung r_t+1 dar, die als Ergebnis eines Versuchs A_t zurückgegeben wird.
Die Maschinen-Lerneinheit 420 beobachtet die Zustandsinformationen S, die Frequenzcharakteristiken in Form von Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und Phasenverzögerung pro Frequenz enthalten, die von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 ausgegeben werden, und bestimmt eine Aktion A. Die Maschinen-Lerneinheit 420 erhält jedes Mal eine Belohnung, wenn die Aktion A ausgeführt wird. Die Belohnung wird später beschrieben. Beim Q-Learning sucht die Maschinen-Lerneinheit 420 in einer Trial-and-Error-Methode nach einer optimalen Aktion A, bei der beispielsweise die Summe der in der Zukunft zu erwerbenden Belohnungen maximiert wird. Auf diese Weise ist die Maschinen-Lerneinheit 420 in der Lage, die optimale Aktion A (d.h. den optimalen der Koeffizienten ω_c, τ und δ eines zusammengesetzten Filters) in Bezug auf den Zustand S auszuwählen.
9 ist ein Blockdiagramm, das die Maschinen-Lerneinheit 420 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. Um das oben beschriebene Verstärkungslernen durchzuführen, umfasst die Maschinen-Lerneinheit 420, wie in 9 dargestellt, eine Zustandsinformation-Erfassungseinheit 421, eine Lerneinheit 422, eine Aktionsinformationen-Ausgabeeinheit 423, eine Wertfunktion-Speichereinheit 424 und eine Gruppierungskandidaten-Ausgabeeinheit 425.
Die Zustandsinformation-Erfassungseinheit 421 ist so konfiguriert, dass sie von der Filter-Einstelleinheit 402 über die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 die Koeffizienten ω_c, τ und δ von k Filtern erfasst, die anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden. Darüber hinaus stellt die Zustandsinformation-Erfassungseinheit 421, um die k Filter, die den anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, in m (k > m) Filter zu setzen, eine Kombination von Filtern ein, die mit einem oder mehreren zusammengesetzten Filtern versehen sind, von denen jedes eine Vielzahl von Filtern nebeneinander in den k Filtern zu einem kombiniert. Ein Benutzer erzeugt im Voraus Anfangswerte für die Koeffizienten ω_c, τ und δ eines zusammengesetzten Filters zu dem Zeitpunkt, zu dem er das Q-Learning zum ersten Mal startet. Die Koeffizienten der anderen Filter als die Koeffizienten des zusammengesetzten Filters haben Werte, die zuvor angepasst wurden. In der vorliegenden Ausführungsform wird der anfängliche Einstellwert jedes der Koeffizienten ω_c, τ und δ des zusammengesetzten Filters, den der Benutzer erstellt hat, durch Verstärkungslernen auf einen optimalen Wert eingestellt.
Die Zustandsinformation-Erfassungseinheit 421 gibt zum Zeitpunkt des ersten Starts des Q-Learnings Informationen aus, die unter den k Filtern, die den anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, eine Vielzahl von nebeneinander liegenden Filtern, die ausgeschlossen werden sollen, und die Anfangswerte der Koeffizienten des zusammengesetzten Filters, die durch andere ersetzt werden sollen, an die Aktionsinformations-Erzeugungseinheit 4223 aus.
Darüber hinaus erfasst die Zustandsinformation-Erfassungseinheit 421 von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 den Zustand S einschließlich einer Eingangs-Ausgangs-Verstärkung (Amplitudenverhältnis) und einer Phasenverzögerung, die erfasst werden, indem die Servosteuereinheit 100 veranlasst wird, unter Verwendung eines Geschwindigkeitsbefehls (Sinuswelle) zu fahren, basierend auf jedem der Koeffizienten ω_c, τ und δ des Filters 130, das in der Kombination von Filtern einschließlich eines zusammengesetzten Filters eingestellt wurde, und gibt diesen Zustand über die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 an die Lerneinheit 422 aus. Die Zustandsinformation S entspricht einem Umgebungszustand S für das Q-Learning.
Die Lerneinheit 422 ist ein Teil, der so konfiguriert ist, dass er das Lernen des Wertes Q(S, A) durchführt, wenn eine bestimmte Aktion A unter einem bestimmten Umgebungszustand S ausgewählt wird. Die Lerneinheit 422 umfasst eine Belohnungsausgabeeinheit 4221, eine Wertfunktions-Aktualisierungseinheit 4222 und eine Aktionsinformations-Erzeugungseinheit 4223.
Die Belohnungsausgabeeinheit 4221 ist ein Teil, der konfiguriert ist, um eine Belohnung zu berechnen, wenn eine Aktion A unter einem bestimmten Zustand S ausgewählt wird. Die Servosteuereinheit 100 mit dem Filter 130, in dem die Koeffizienten eines zusammengesetzten Filters den Anfangswerten entsprechen, arbeitet zuerst. Die Belohnungsausgabeeinheit 4221 liefert, wenn die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung unter den Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung, die von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 ausgegeben wurden, über der Kurve der idealen Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells liegen, das unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben ist, ähnlich wie der Betrieb der Filter-Einstelleinheit 402 eine negative Belohnung ausgibt, um jeden der Koeffizienten des zusammengesetzten Filters von seinem Anfangswert zu korrigieren. Andererseits, wenn der Wert der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung gleich oder kleiner als der Wert der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells ist, verwendet die Belohnungsausgabeeinheit 4221 die Frequenzcharakteristiken in Phasenverzögerung, die von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 ausgegeben wurden, um eine erste Grenzfrequenz zu erhalten, die als der Wert einer ersten Objektfunktion dient. Die Grenzfrequenz ist beispielsweise eine Frequenz, bei der die Verstärkungseigenschaften in einem Bode-Diagramm, die durch Messung eines aus einer Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servosteuereinheit 100 berechneten Frequenzgangs gewonnen werden, -3 dB entsprechen, oder eine Frequenz, bei der die Phaseneigenschaften -180 Grad entsprechen. Mit zunehmender Grenzfrequenz nimmt die Rückkopplungsverstärkung zu und die Ansprechgeschwindigkeit steigt.
Als nächstes arbeitet die Servosteuereinheit 100 mit dem Filter 130, in dem die Anfangswerte der Koeffizienten des zusammengesetzten Filters eingestellt wurden. Die Belohnungsausgabeeinheit 4221 liefert, wenn die Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung unter den Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung, die von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 ausgegeben wurden, oberhalb der Kurve der idealen Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells liegen, das unter Bezugnahme auf die 5 und 6 beschrieben ist, ähnlich wie der Betrieb der Filter-Einstelleinheit 402 eine negative Belohnung, um jeden der Koeffizienten des zusammengesetzten Filters weiter zu korrigieren. Andererseits, wenn der Wert der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung gleich oder kleiner als der Wert der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells ist, verwendet die Belohnungsausgabeeinheit 4221 die Frequenzcharakteristiken in Phasenverzögerung, die von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 ausgegeben wurden, um eine zweite Grenzfrequenz zu erhalten, die als der Wert einer zweiten Objektfunktion dient.
Dann erfasst die Belohnungsausgabeeinheit 4221 eine Differenz zwischen der ersten Grenzfrequenz und der zweiten Grenzfrequenz, die als Bewertungsfunktion dient. Dann liefert die Belohnungsausgabeeinheit 4221 eine positive Belohnung, wenn die zweite Grenzfrequenz größer als die erste Grenzfrequenz geworden ist, eine Null-Belohnung, wenn die zweite Grenzfrequenz und die erste Grenzfrequenz einander gleich waren, und eine negative Belohnung, wenn die zweite Grenzfrequenz kleiner als die erste Grenzfrequenz geworden ist.
Als nächstes verwendet die Belohnungsausgabeeinheit 4221, wenn in einem Vorgang, der dem Vorgang der Erfassung der zweiten Grenzfrequenz ähnlich ist, die Servosteuereinheit 100 mit dem Filter 130, in dem die Koeffizienten des zusammengesetzten Filters weiter angepasst wurden, arbeitet und der Wert der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung gleich oder kleiner als der Wert der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells ist, die Frequenzcharakteristiken in Phasenverzögerung, die von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 ausgegeben wurden, um eine dritte Grenzfrequenz zu erfassen, die als der Wert einer dritten Objektfunktion dient. Dann erfasst die Belohnungsausgabeeinheit 4221 eine Differenz zwischen der zweiten Grenzfrequenz und der dritten Grenzfrequenz, die als eine Bewertungsfunktion dient. Dann liefert die Belohnungsausgabeeinheit 4221 eine positive Belohnung, wenn die dritte Grenzfrequenz größer als die zweite Grenzfrequenz geworden ist, eine Null-Belohnung, wenn die dritte Grenzfrequenz und die zweite Grenzfrequenz einander gleich gewesen sind, und eine negative Belohnung, wenn die dritte Grenzfrequenz kleiner als die zweite Grenzfrequenz geworden ist.
Darüber hinaus führt die Belohnungsausgabeeinheit 4221 wiederholt, wenn der Wert der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung gleich oder kleiner als die Eingangs-Ausgangs-Verstärkung des normativen Modells ist, wie oben beschrieben, einen Vorgang aus, der dem Vorgang der Bereitstellung einer Belohnung unter Verwendung der zweiten Grenzfrequenz und der dritten Grenzfrequenz ähnlich ist, während die Koeffizienten des zusammengesetzten Filters angepasst werden. Die Belohnungsausgabeeinheit 4221 wurde bereits oben beschrieben.
Die Wertfunktions-Aktualisierungseinheit 4222 ist so konfiguriert, dass sie Q-Learning auf der Grundlage eines Zustands S, einer Aktion A, eines Zustands S', in dem die Aktion A im Zustand S ausgeführt wird, und einer Belohnung, die auf die oben beschriebene Weise ermittelt wurde, durchführt, um eine Wertfunktion Q zu aktualisieren, die in der Wertfunktion-Speichereinheit 424 gespeichert ist. Zur Aktualisierung der Wertfunktion Q kann Online-Lernen, Batch-Lernen oder Mini-Batch-Lernen durchgeführt werden. Online-Lernen ist eine Lernmethode zur sofortigen Aktualisierung der Wertfunktion Q jedes Mal, wenn eine bestimmte Aktion A im aktuellen Zustand S durchgeführt wird und der Zustand S in einen neuen Zustand S' übergeht. Darüber hinaus ist das Batch-Lernen eine Lernmethode, bei der eine bestimmte Aktion A im aktuellen Zustand S ausgeführt wird und der Zustand S wiederholt in einen neuen Zustand S' übergeht, um Lerndaten zu sammeln und alle gesammelten Lerndaten zur Aktualisierung der Wertfunktion Q zu verwenden. Darüber hinaus dient das Mini-Batch-Lernen als Zwischenschritt zwischen dem Online-Lernen und dem Batch-Lernen und ist eine Lernmethode, bei der die Wertfunktion Q jedes Mal aktualisiert wird, wenn Lerndaten in einer bestimmten Menge gesammelt werden.
Die Aktionsinformations-Erzeugungseinheit 4223 ist so konfiguriert, dass sie eine Aktion A im Prozess des Q-Learnings für den aktuellen Zustand S auswählt. Im Prozess des Q-Learnings erzeugt die Aktionsinformations-Erzeugungseinheit 4223 Aktionsinformationen A und gibt die erzeugten Aktionsinformationen A an die Aktionsinformationen-Ausgabeeinheit 423 aus, um den Vorgang (der der Aktion A im Q-Learning entspricht) der Anpassung jedes der Koeffizienten ω_c und τ des zusammengesetzten Filters im Filter 130 durchzuführen.
Darüber hinaus kann die Aktionsinformations-Erzeugungseinheit 4223 veranlasst werden, eine Maßnahme zur Auswahl einer Aktion A' mit einer bekannten Methode zu ergreifen, wie z.B. einer Giermethode (engl. greedy method), die eine Aktion A' mit dem höchsten Wert Q(S, A) unter den Werten der aktuell geschätzten Aktionen A auswählt, oder einer ε-Giermethode, die eine Aktion A' bei einer kleinen Nachweisbarkeit ε zufällig auswählt und in anderen Fällen eine Aktion A' mit dem höchsten Wert Q(S, A) auswählt.
Die Aktionsinformationen-Ausgabeeinheit 423 ist ein Teil, der so konfiguriert ist, dass er die Aktionsinformation A, die von der Lerneinheit 422 ausgegeben wurde, an die Servosteuereinheit 100 überträgt. Wie oben beschrieben, geht der aktuelle Zustand S in einen nächsten Zustand S' über, indem der aktuelle Zustand S, d.h. jeder der Koeffizienten ω_c, τ und δ des zusammengesetzten Filters im Filter 130, die aktuell eingestellt wurden, auf der Grundlage der Aktionsinformationen angepasst wird.
Die Wertfunktion-Speichereinheit 424 ist eine Speichereinrichtung, die zum Speichern der Wertfunktion Q konfiguriert ist. Die Wertfunktion Q kann z. B. als Tabelle (im Folgenden als Aktionswerttabelle bezeichnet) pro Zustand S oder Aktion A gespeichert werden. Die in der Wertfunktion-Speichereinheit 424 gespeicherte Wertfunktion Q wird von der Wertfunktions-Aktualisierungseinheit 4222 aktualisiert. Außerdem kann die in der Wertfunktion-Speichereinheit 424 gespeicherte Wertfunktion Q mit einer anderen Maschinen-Lerneinheit 420 geteilt werden. Dadurch, dass die Wertfunktion Q von einer Vielzahl von Maschinen-Lerneinheiten 420 gemeinsam genutzt werden kann, ist es möglich, Verstärkungslernen in einer verteilten Weise unter den Maschinen-Lerneinheiten 420 durchzuführen, wodurch die Effizienz des Verstärkungslernens verbessert wird.
Die obige Beschreibung bezieht sich auf das Verstärkungslernen, wenn der Filter 130 mit einem zusammengesetzten Filter ausgestattet ist. Wenn der Filter 130 jedoch zusätzlich zu dem einen zusammengesetzten Filter andere zusammengesetzte Filter enthält, wird das verstärkende Lernen in ähnlicher Weise für die Koeffizienten der anderen zusammengesetzten Filter durchgeführt. Dann, wenn es andere Kombinationen gibt, bei denen ein oder mehrere zusammengesetzte Filter vorgesehen sind, um k Filter zu setzen, die anfängliche Anpassungen in m Filter erfahren haben, wird das verstärkende Lernen in ähnlicher Weise weiter durchgeführt.
Die Gruppierungskandidaten-Ausgabeeinheit 425 ist so konfiguriert, dass sie jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ jedes Filters in einer Kombination von Filtern einschließlich eines oder mehrerer zusammengesetzter Filter, mit denen der Wert Q(S, A) maximal wird, basierend auf der Wertfunktion Q, die aktualisiert wird, wenn die Wertfunktions-Aktualisierungseinheit 4222 Q-Learning durchführt, erfasst und jeden der Koeffizienten der Kombination von Filtern als Gruppierungskandidat an die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 ausgibt. Genauer gesagt, erfasst die Gruppierungskandidaten-Ausgabeeinheit 425 die Wertfunktion Q, die die Wertfunktion-Speichereinheit 424 speichert. Diese Wertfunktion Q ist eine, die aktualisiert wurde, als die Wertfunktions-Aktualisierungseinheit 4222 das Q-Learning durchführte, wie oben beschrieben. Dann erfasst die Gruppierungskandidaten-Ausgabeeinheit 425 jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ jedes Filters in der Kombination von Filtern, einschließlich eines oder mehrerer zusammengesetzter Filter, mit denen der Wert Q(S, A) basierend auf der Wertfunktion Q maximal wird, und gibt jeden der Koeffizienten der Kombination von Filtern als Gruppierungskandidat an die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 aus. Verstärkungslernen wird ferner für andere Kombinationen durchgeführt, bei denen ein oder mehrere zusammengesetzte Filter vorgesehen sind und k Filter, die anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, in m Filter gesetzt werden, um jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ jedes Filters in den anderen Kombinationen von Filtern, einschließlich des einen oder der mehreren zusammengesetzten Filter, zu erfassen, bei denen der Wert Q(S, A) maximal wird. Die Gruppierungskandidaten-Ausgabeeinheit 425 gibt jeden der Koeffizienten der Kombination von Filtern als nächsten Gruppierungskandidaten an die Gruppierungs-Bestimmungseinheit 410 aus. Wenn beispielsweise die in 7 dargestellte Gruppe G1 als eine Kombination von Filtern betrachtet wird, stellt die Gruppe G2 ein Beispiel für eine andere Kombination von Filtern dar.
Wie oben beschrieben, führt die Maschinen-Lerneinheit 420 das Lernen eines optimalen Wertes für jeden der Koeffizienten ω_c, τ und δ eines zusammengesetzten Filters durch, um einen Gruppierungskandidaten zu erhalten.
Die im Steuerungssystem 10 enthaltenen Funktionsblöcke wurden oben beschrieben. Um diese Funktionsblöcke zu implementieren, enthält das Steuerungssystem 10, die Servosteuereinheit 100 oder die Steuerunterstützungs-Einheit 400 eine Betriebsverarbeitungsvorrichtung wie eine Zentraleinheit (CPU). Darüber hinaus umfasst das Steuerungssystem 10, die Servosteuereinheit 100 oder die Steuerunterstützungs-Einheit 400 eine Hilfsspeichereinrichtung, wie z. B. ein Festplattenlaufwerk (HDD), in dem verschiedene Steuerprogramme, wie z. B. Anwendungssoftware oder ein Betriebssystem (OS), gespeichert sind, und eine Hauptspeichereinrichtung, wie z. B. einen Direktzugriffsspeicher (RAM) zum vorübergehenden Speichern von Daten, die für die Betriebsverarbeitungseinrichtung zur Ausführung eines Programms erforderlich sind.
Dann liest die Betriebsverarbeitungsvorrichtung in dem Steuerungssystem 10, der Servosteuereinheit 100 oder der Steuerunterstützungs-Einheit 400 die Anwendungssoftware oder das Betriebssystem aus der Hilfsspeichereinrichtung aus und setzt die ausgelesene Anwendungssoftware oder das ausgelesene Betriebssystem auf der Hauptspeichereinrichtung ein, um die Betriebsverarbeitung auf der Grundlage der Anwendungssoftware oder des Betriebssystems durchzuführen. Darüber hinaus steuert die Betriebsverarbeitungsvorrichtung verschiedene Arten von Hardware, die in den jeweiligen Geräten angeordnet sind, basierend auf einem Betriebsergebnis. Auf diese Weise werden die Funktionsblöcke der vorliegenden Ausführungsform implementiert. Das heißt, es ist möglich, die vorliegende Ausführungsform zu implementieren, wenn Hardware und Software miteinander kooperieren.
In einem Fall, in dem erwartet wird, dass die Steuerunterstützungs-Einheit 400 eine große Anzahl von Operationen durchführt, kann zum Beispiel eine Grafikverarbeitungseinheit (GPU) auf einem Personalcomputer montiert werden, und eine Technik, die als „General-Purpose Computing on Graphics Processing Unit“ (GPGPU) bezeichnet wird, kann verwendet werden, um die GPU bei der Operationsverarbeitung zu nutzen, um eine schnelle Verarbeitung zu erreichen. Um eine schnellere Verarbeitung durchzuführen, kann eine Vielzahl von Computern, die jeweils mit einer solchen GPU wie oben beschrieben ausgestattet sind, verwendet werden, um einen Computer-Cluster zu bilden, damit die Vielzahl von Computern, die in diesem Computer-Cluster enthalten sind, eine parallele Verarbeitung durchführen können.
Als Nächstes wird der Betrieb der Steuerunterstützungs-Einheit 400 anhand eines Flussdiagramms beschrieben. 10 ist ein Flussdiagramm, das die Funktionsweise der Steuerunterstützungs-Einheit veranschaulicht.
In Schritt S11 erfasst die Resonanz-Erkennungseinheit 401 in einem Fall, in dem die Servosteuereinheit 100 in einem Zustand arbeitet, in dem das Filter 130 nicht vorgesehen ist, von der Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung (Amplitudenverhältnis) der Servosteuereinheit 100. In Schritt S12 detektiert die Resonanz-Erkennungseinheit 401 k Resonanzpunkte in den Frequenzcharakteristiken der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung (Verstärkungsmerkmale).
In Schritt S13 arbeitet die Filter-Einstelleinheit 402 mit der Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit 403 zusammen, um k Filter einzustellen, die den k Resonanzpunkten entsprechen, um für jeden Filter anfängliche Anpassungen für die Koeffizienten der k Filter durchzuführen. Obwohl die Anzahl von n_ini Filtern, die anfänglichen Anpassungen unterzogen werden, identisch mit der Anzahl der Resonanzpunkte ist (k = n_ini ), können anfängliche Anpassungen für n_ini Filter durchgeführt werden, die in ihrer Anzahl kleiner sind als die k Resonanzpunkte (k > n_ini). In Schritt S14 führt die Gruppierungseinheit 404 eine Gruppierung für die k Filter durch, die den anfänglichen Anpassungen unterzogen wurden, um m (k > m) Filter festzulegen.
In Schritt S15 bestimmt die Steuerunterstützungs-Einheit 400, ob die Verarbeitung der Durchführung der Gruppierung für die k Filter zum Setzen von m (k > m) Filtern fortgesetzt werden soll, kehrt zu Schritt S14 zurück, wenn bestimmt wird, dass die Verarbeitung fortgesetzt werden soll, und beendet den Betrieb der Steuerunterstützungs-Einheit, wenn bestimmt wird, dass die Verarbeitung nicht fortgesetzt werden soll.
Gemäß der oben beschriebenen Ausführungsform ist es möglich, die Zuordnung der Filter so zu bestimmen, dass eine Beschränkung der Anzahl der Filter eingehalten und gleichzeitig eine Unterdrückung der Resonanz erreicht wird.
Zweite Ausführungsform
In der ersten Ausführungsform hat die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 bei der Messung der Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung (Amplitudenverhältnis) und der Phasenverzögerung der Servosteuereinheit 100 die Frequenzcharakteristiken aus einem Geschwindigkeitsbefehl berechnet, der ein sinusförmiges Signal mit einer variierenden Frequenz und einer Geschwindigkeitsrückkopplung ist. In der vorliegenden Ausführungsform gibt die Frequenzerzeugungseinheit 200 ein sinusförmiges Signal in eine vorhergehende Stufe der Strom-Steuereinheit 140 ein, wobei sie dessen Frequenz sequentiell ändert. Dann berechnet die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 beim Messen der Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung der Servosteuereinheit 100 die Frequenzcharakteristiken aus dem Sinussignal, das in die vorherige Stufe der Strom-Steuereinheit 140 eingegeben wurde, und aus einem Ausgang der Geschwindigkeits-Steuereinheit 120.
11 ist ein Blockdiagramm, das ein Steuerungssystem gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung zeigt. In 11 bezeichnen gleiche Bezugsziffern identische Komponenten wie die Komponenten des in 1 dargestellten Steuerungssystems 10, und doppelte Beschreibungen werden daher weggelassen. Wie in 11 dargestellt, enthält ein Steuerungssystem 10A einen Addierer 160, der in einer vorhergehenden Stufe des Subtrahierers 170 vorgesehen ist, und dieser Addierer 160 akzeptiert einen Eingang eines sinusförmigen Signals mit einer variierenden Frequenz, das von der Frequenzerzeugungseinheit 200 ausgegeben wird. Der Addierer 160 ist mit dem Subtrahierer 170 verbunden, und die Strom-Steuereinheit 140 ist mit einem Verstärker 180 verbunden. Der Verstärker 180 enthält einen Stromdetektor, und ein vom Stromdetektor erfasster Strom wird in den Subtrahierer 170 eingegeben. Der Subtrahierer 170, die Strom-Steuereinheit 140 und der Verstärker 180 bilden eine Stromrückkopplungsschleife, und die Stromrückkopplungsschleife ist in der Geschwindigkeitsrückkopplungsschleife enthalten. Das sinusförmige Signal entspricht einem ersten Signal mit einer variierenden Frequenz, und der Ausgang des Filters 130 entspricht einem zweiten Signal, das in die Stromrückkopplungsschleife in der Geschwindigkeitsrückkopplungsschleife eingegeben wird.
Die Induktivität des Motors 150 unterliegt z. B. einer magnetischen Sättigung und ändert sich aufgrund des in den Motor 150 fließenden Stroms auf nichtlineare Weise. Bei einem Wechsel von einem noch nicht angepassten Servoparameter zu einem angepassten Servoparameter ändert sich ein in die Strom-Steuereinheit 140 einzugebender Drehmomentbefehl, und wenn die Stromverstärkung der Strom-Steuereinheit 140 konstant ist, ändert sich auch der in den Motor 150 fließende Strom. Wenn sich der in den Motor 150 fließende Strom ändert und sich die Induktivität in nichtlinearer Weise ändert, ändern sich auch die Eigenschaften der Stromrückkopplungsschleife in nichtlinearer Weise.
In der vorliegenden Ausführungsform liegt ein in den Subtrahierer 110 einzugebendes Eingangssignal auf einem Nullpegel, die Frequenzerzeugungseinheit 200 gibt ein sinusförmiges Signal in die vorhergehende Stufe der Strom-Steuereinheit 140 ein, während sie dessen Frequenz sequentiell ändert, und die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 misst die Frequenzcharakteristik in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung der Servosteuereinheit 100 anhand des sinusförmigen Signals und des Ausgangs der Geschwindigkeits-Steuereinheit 120. Auf diese Weise wird der Eingang zur Stromrückkopplungsschleife konstant. Daher ist es möglich, eine Vielzahl von Resonanzen durch die Steuerunterstützungs-Einheit 400 zu erfassen, während die Linearität der Eigenschaften der Stromrückkopplungsschleife erhalten bleibt.
Die erste und die zweite Ausführungsform wurden bereits oben beschrieben. In der ersten und zweiten Ausführungsform kann die Filter-Einstelleinheit 402 jedoch eine Maschinen-Lerneinheit enthalten, die ähnlich konfiguriert ist wie die in 9 dargestellte Maschinen-Lerneinheit 420, und sie kann die Maschinen-Lerneinheit verwenden, um für jeden Filter anfängliche Anpassungen für die Koeffizienten von k Filtern durchzuführen. Da der Vorgang der Durchführung anfänglicher Anpassungen für jeden Filter dem Vorgang der Durchführung von Anpassungen für jeden Filter zur Optimierung eines der Koeffizienten ω_c, τ und δ eines zusammengesetzten Filters ähnlich ist, wird seine Beschreibung daher weggelassen.
In den oben beschriebenen Ausführungsformen ist die Objektfunktion nicht auf die Grenzfrequenz beschränkt, und es können auch andere Objektfunktionen wie |1 - (Verstärkungseigenschaften des geschlossenen Regelkreises)|² und |1 - (Übertragungsfunktion des geschlossenen Regelkreises)|² verwendet werden. Die Übertragungsfunktion des geschlossenen Regelkreises kann mit G(jω) =A(ω) × e ^-jθ(ω) aus der Verstärkung A(ω) und der Phasenverzögerung θ(ω) im Bode-Diagramm berechnet werden. Der geschlossene Regelkreis, auf den hier Bezug genommen wird, bezeichnet den Geschwindigkeitsrückkopplungskreis, den der Subtrahierer 110, die Geschwindigkeits-Steuereinheit 120, der Filter 130, die Strom-Steuereinheit 140 und der Motor 150 bilden.
Beispiele für Modifikationen
Was die Änderungsbeispiele für die Steuerungssysteme betrifft, so gibt es neben der in 11 dargestellten Konfiguration noch folgende weitere Konfigurationen.
<Modifikationsbeispiele, bei denen Steuerunterstützungs-Einheiten über ein Netzwerk mit Servosteuereinheiten verbunden sind>
12 ist ein Blockdiagramm, das ein Beispiel für eine Modifikation der Steuerungssysteme zeigt. Es ist möglich, ein in 12 dargestelltes Steuerungssystem 10B auf die Steuerungssysteme 10 und 10A gemäß den in 1 und 11 dargestellten ersten und zweiten Ausführungsformen anzuwenden. Das Steuerungssystem 10B unterscheidet sich von den Steuerungssystemen 10 und 10A dadurch, dass n (n steht für eine natürliche Zahl von 2 oder mehr) Servosteuereinheiten 100-1 bis 100-n mit n Steuerunterstützungs-Einheiten 400-1 bis 400-n über ein Netzwerk 500 verbunden sind und jede der Servosteuereinheiten die Frequenzerzeugungseinheit 200 und die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 umfasst. Die Steuerunterstützungs-Einheiten 400-1 bis 400-n sind jeweils identisch mit der in 1 dargestellten Steuerunterstützungs-Einheit 400 aufgebaut. Jede der Servosteuereinheit en 100-1 bis 100-n entspricht der Servo-Steuerungsvorrichtung, und jede der Steuerunterstützungs-Einheiten 400-1 bis 400-n entspricht der Steuerungsunterstützungsvorrichtung. Es versteht sich von selbst, dass die Frequenzerzeugungseinheit 200 und die Frequenzcharakteristiken-Messeinheit 300 außerhalb jeder der Servosteuereinheit en 100-1 bis 100-n angeordnet sein können oder beide.
Es ist zu beachten, dass die Servosteuereinheit 100-1 und die Steuerunterstützungs-Einheit 400-1 ein Eins-zu-Eins-Paar bilden und miteinander kommunizierend verbunden sind. Die Servosteuereinheiten 100-2 bis 100-n und die Steuerunterstützungs-Einheiten 400-2 bis 400-n sind ebenfalls miteinander verbunden, ähnlich wie die Servosteuereinheit 100-1 und die Steuerunterstützungs-Einheit 400-1. In 12 sind n Paare der Servosteuereinheiten 100-1 bis 100-n und der Steuerunterstützungs-Einheiten 400-1 bis 400-n über das Netzwerk 500 miteinander verbunden. Die Servosteuereinheit und die Steuerunterstützungs-Einheit in jedem der n Paare der Servosteuereinheiten 100-1 bis 100-n und der Steuerunterstützungs-Einheiten 400-1 bis 400-n können auch direkt über eine Verbindungsschnittstelle miteinander verbunden sein. Was die n Paare der Servosteuereinheit en 100-1 bis 100-n und der Steuerunterstützungs-Einheiten 400-1 bis 400-n betrifft, so können beispielsweise einige der Paare in einer einzigen Fabrik installiert sein, oder die n Paare können jeweils in verschiedenen Fabriken installiert sein.
Das Netzwerk 500 ist beispielsweise ein lokales Netzwerk (LAN), das in einer Fabrik aufgebaut wurde, das Internet, ein öffentliches Telefonnetz oder eine Kombination davon. Für das Netzwerk 500 gibt es keine spezifischen Beschränkungen hinsichtlich der Art der Kommunikation, ob es sich um eine drahtgebundene oder eine drahtlose Verbindung handelt und dergleichen.
<Freiheitsgrad der Systemkonfiguration>
In den oben beschriebenen Ausführungsformen bilden jede der Servosteuereinheiten 100-1 bis 100-n und jede der Steuerunterstützungs-Einheiten 400-1 bis 400-n ein Eins-zu-Eins-Paar und sind kommunikativ miteinander verbunden. Es kann jedoch beispielsweise auch eine einzelne Steuerunterstützungs-Einheit über das Netzwerk 500 mit einer Vielzahl von Servosteuereinheiten verbunden sein, um die Kommunikation untereinander zu ermöglichen, um eine Steuerungsunterstützung für jede der Servosteuereinheiten durchzuführen. Zu diesem Zeitpunkt kann jede der Funktionen einer einzelnen Steuerunterstützungs-Einheit in geeigneter Weise auf eine Vielzahl von Servern als verteiltes Verarbeitungssystem verteilt werden. Darüber hinaus kann jede der Funktionen einer einzelnen Steuerunterstützungs-Einheit durch die Verwendung einer virtuellen Serverfunktion oder ähnlichem implementiert werden, die auf einer Cloud-Basis verfügbar ist.
Darüber hinaus können, wenn es n Steuerunterstützungs-Einheiten 400-1 bis 400-n gibt, die jeweils den Servosteuereinheiten 100-1 bis 100-n entsprechen, die jeweils im Modellnamen, in den Spezifikationen oder in der Serie identisch sind, die jeweiligen Schätzungsergebnisse in den Steuerunterstützungs-Einheiten 400-1 bis 400-n gemeinsam genutzt werden. Auf diese Weise ist es möglich, ein optimaleres Modell zu konfigurieren.
Die ersten und zweiten Ausführungsformen und die Modifikationsbeispiele wurden oben beschrieben. Es ist möglich, jede Komponente, die in den Steuerungssystemen gemäß den Ausführungsformen und den Modifikationsbeispielen enthalten ist, in Form von Hardware, Software oder einer Kombination davon zu implementieren. Darüber hinaus ist es möglich, die Servosteuerungsmethode, die durch die Zusammenarbeit mit jeder anderen der Komponenten, die in den oben genannten Steuerungssystemen enthalten sind, in Form von Hardware, Software oder einer Kombination davon durchgeführt wird, zu implementieren. In diesem Fall bedeutet die Implementierung in Form von Software, dass sie implementiert wird, wenn ein Computer ein Programm liest und ausführt.
Es ist möglich, ein nicht-transitorisches, computerlesbares Medium unterschiedlichen Typs zu verwenden, um das Programm zu speichern und es einem Computer zuzuführen. Beispiele für ein nicht transitorisches computerlesbares Medium sind materielle Speichermedien unterschiedlichen Typs. Beispiele für nicht transitorische computerlesbare Medien sind magnetische Aufzeichnungsmedien (z. B. Festplattenlaufwerke), magneto-optische Aufzeichnungsmedien (z. B. magneto-optische Platten), Compact Discs mit Festwertspeicher (CD-ROMs), Compact Discs mit beschreibbarem Speicher (CD-Rs), Compact Discs mit wiederbeschreibbarem Speicher (CD-R/Ws) und Halbleiterspeicher (z. B. Masken-ROMs, programmierbare ROMs (PROMs), löschbare PROMs (EPROMs), Flash-ROMs und Direktzugriffsspeicher (RAMs)).
Jede der oben beschriebenen Ausführungsformen stellt eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar. Der Umfang der vorliegenden Erfindung ist jedoch nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen beschränkt, und es ist möglich, die vorliegende Erfindung in verschiedenen Modifikationen zu verkörpern, ohne vom Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Es ist möglich, dass die Steuerungsunterstützungsvorrichtung, das Steuerungssystem und das Filtereinstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Offenbarung verschiedene Arten von Ausführungsformen mit den unten beschriebenen Konfigurationen, einschließlich der oben beschriebenen Ausführungsformen, annehmen.

(1) Eine Steuerungsunterstützungsvorrichtung (zum Beispiel die Steuerunterstützungs-Einheit 400), die konfiguriert ist, um bei der Einstellung einer Vielzahl von ersten Filtern (zum Beispiel die Filter 130-1 bis 130-m) zu helfen, die in einer Servo-Steuerungsvorrichtung (zum Beispiel die Servosteuereinheit 100) vorgesehen sind, die konfiguriert ist, um einen Motor (zum Beispiel den Motor 150) zu steuern, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung Folgendes umfasst eine Resonanz-Erkennungseinheit (z.B. die Resonanz-Erkennungseinheit 401), die so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Resonanzpunkten in den Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servo-Steuerungsvorrichtung erkennt, wobei die Frequenzcharakteristiken auf der Grundlage eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals gemessen werden, die jeweils eine variierende Frequenz aufweisen; eine Filter-Einstelleinheit (zum Beispiel die Filter-Einstelleinheit 402), die so konfiguriert ist, dass sie zur Unterdrückung der mehreren Resonanzpunkte mehrere zweite Filter einstellt, die zahlenmäßig größer sind als die mehreren ersten Filter; und eine Gruppierungseinheit (zum Beispiel die Gruppierungseinheit 404), die so konfiguriert ist, dass sie die mehreren zweiten Filter getrennt gruppiert, um die mehreren ersten Filter einzustellen. Mit dieser Steuerungsunterstützungsvorrichtung ist es möglich, die Zuordnung der Filter so zu bestimmen, dass eine Beschränkung der Anzahl der Filter eingehalten und gleichzeitig eine Unterdrückung der Resonanz realisiert wird.
(2) Die oben beschriebene Steuerungsunterstützungsvorrichtung gemäß (1), bei der die Gruppierungseinheit eine Maschinen-Lerneinheit (z.B. die Maschinen-Lerneinheit 420) umfasst, die konfiguriert ist, um einen Gruppierungskandidaten zu erfassen, der mit mindestens einem zusammengesetzten Filter, der mit zwei oder mehr Filtern in der Vielzahl von zweiten Filtern kombiniert ist, versehen ist, und eine Gruppierungs-Bestimmungseinheit (z.B. die Gruppierungs-Bestimmungseinheit410), die konfiguriert ist, um eine Kombination der Vielzahl von ersten Filtern aus einer Vielzahl von Gruppierungskandidaten zu erfassen, die von der Maschinen-Lerneinheit berechnet wurden.
(3) Die oben beschriebene Steuerungsunterstützungsvorrichtung gemäß (1), bei der die Gruppierungseinheit auf der Grundlage einer vorbestimmten Regel mindestens ein zusammengesetztes Filter bereitstellt, das mit zwei oder mehr Filtern in der Mehrzahl von zweiten Filtern kombiniert wird, um eine Kombination der Mehrzahl von ersten Filtern zu erfassen.
(4) Die oben beschriebene Steuerungsunterstützungsvorrichtung gemäß (1), bei der die Gruppierungseinheit jedes der mehreren zweiten Filter einzeln kombiniert, um eine Kombination der mehreren ersten Filter zu erhalten.
(5) Die oben beschriebene Steuerungsunterstützungsvorrichtung gemäß (1), bei der die Gruppierungseinheit mindestens ein zusammengesetztes Filter bereitstellt, das mit zwei oder mehr Filtern in der Mehrzahl von zweiten Filtern kombiniert ist, und nach allen Mustern für die Einstellung der Mehrzahl von ersten Filtern sucht, um eine Kombination der Mehrzahl von ersten Filtern aus allen Mustern zu erhalten.
(6) Die Steuerungsunterstützungsvorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen Punkte (1) bis (5), bei der jedes Filter in der Vielzahl der ersten Filter ein Kerbfilter oder/und ein Tiefpassfilter umfasst.
(7) Die Steuerungsunterstützungsvorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen Punkte (1) bis (6), bei der die Gruppierungseinheit selbst dann, wenn die Anzahl der mehreren zweiten Filter gleich oder kleiner als eine Beschränkungsanzahl ist, die mehreren zweiten Filter getrennt gruppiert, um die mehreren ersten Filter einzustellen.
(8) Ein Steuerungssystem mit: eine Servo-Steuerungsvorrichtung (z.B. die Servosteuereinheit 100), die zur Steuerung eines Motors (z.B. des Motors 150) konfiguriert ist; und die Steuerungsunterstützungsvorrichtung gemäß einem der oben beschriebenen (1) bis (7) (z.B. die Steuerunterstützungs-Einheit 400), wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung eine Vielzahl von Resonanzpunkten in den Frequenzcharakteristiken der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Eingangs-Ausgangs-Phasenverzögerung der Servo-Steuerungsvorrichtung erfasst, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung zur Unterdrückung der Vielzahl von Resonanzpunkten eine Vielzahl von zweiten Filtern einstellt, deren Anzahl größer ist als die einer Vielzahl von ersten Filtern, die in der Servo-Steuerungsvorrichtung einzustellen sind, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung die Vielzahl von zweiten Filtern separat gruppiert, um die Vielzahl von ersten Filtern einzustellen. Mit diesem Steuerungssystem ist es möglich, die Zuordnung der Filter so zu bestimmen, dass eine Beschränkung der Anzahl der Filter eingehalten und gleichzeitig eine Unterdrückung der Resonanz erreicht wird.
(9) Das oben beschriebene Steuerungssystem gemäß (8), das Folgendes umfasst: eine Frequenz-Erzeugungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Signal mit einer variierenden Frequenz erzeugt und das Signal in die Servo-Steuerungsvorrichtung eingibt; und eine Frequenzcharakteristiken-Messvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage des Signals und eines Ausgangssignals der Servo-Steuerungsvorrichtung Frequenzcharakteristiken bei der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung der Servo-Steuerungsvorrichtung misst.
(10) Das oben beschriebene Steuerungssystem gemäß (8) oder (9), bei dem die Servo-Steuerungsvorrichtung eine Stromrückkopplungsschleife, die verwendet wird, um einen in den Motor fließenden Strom zu steuern, und eine Rückkopplungsschleife, die die Stromrückkopplungsschleife einschließt und die Filter aufweist, enthält, und ferner enthält eine Frequenz-Erzeugungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein erstes Signal mit einer variierenden Frequenz erzeugt und das erste Signal in die Stromrückkopplungsschleife eingibt; und eine Frequenzcharakteristiken-Messeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage des ersten Signals und eines zweiten Signals, das in die Stromrückkopplungsschleife in der Rückkopplungsschleife eingegeben werden soll, Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung der Servo-Steuerungsvorrichtung misst.
(11) Filtereinstellungsunterstützungsverfahren für eine Steuerungsunterstützungsvorrichtung (z.B. die Steuerunterstützungs-Einheit 400), die so konfiguriert ist, dass sie bei der Einstellung einer Vielzahl von ersten Filtern unterstützt, die in einer Servo-Steuerungsvorrichtung (z.B. der Servosteuereinheit 100) vorgesehen sind, die so konfiguriert ist, dass sie einen Motor (z.B. den Motor 150) steuert, wobei das Verfahren zur Filtereinstellung Folgendes umfasst: Erfassen einer Vielzahl von Resonanzpunkten in Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servo-Steuerungsvorrichtung, wobei die Frequenzcharakteristiken auf der Grundlage eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals gemessen werden, die jeweils eine variierende Frequenz aufweisen; Einstellen einer Vielzahl von zweiten Filtern, die in ihrer Anzahl größer sind als die Vielzahl von ersten Filtern, um die Vielzahl von Resonanzpunkten zu unterdrücken; und Getrennte Gruppierung der Vielzahl von zweiten Filtern, um die Vielzahl von ersten Filtern einzustellen.

Mit dieser Methode der Filteranpassung ist es möglich, die Zuordnung der Filter so zu bestimmen, dass eine Beschränkung der Anzahl der Filter eingehalten und gleichzeitig eine Unterdrückung der Resonanz erreicht wird.
Bezugszeichenliste

10, 10A, 10B: Steuerungssystem
100, 100-1 bis 100-n: Servosteuereinheit
110: Subtrahierer
120: Geschwindigkeits-Steuereinheit
130, 130-1 bis 130-m: Filter
140: Strom-Steuereinheit
150: Motor
200: Frequenzerzeugungseinheit
300: Frequenzcharakteristiken-Messeinheit
400, 400-1 bis 400-n: Steuerunterstützungs-Einheit
401: Resonanz-Erkennungseinheit
402: Filter-Einstelleinheit
403: Frequenzcharakteristiken-Schätzeinheit
404: Gruppierungseinheit
410: Gruppierungs-Bestimmungseinheit
420: Maschinen-Lerneinheit
421: Zustandsinformation-Erfassungseinheit
422: Lerneinheit
423: Aktionsinformationen-Ausgabeeinheit
424: Wertfunktion-Speichereinheit
425: Gruppierungskandidaten-Ausgabeeinheit
500: Netzwerk

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 202057211 [0003]

Claims

Steuerungsunterstützungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie bei der Einstellung einer Vielzahl von ersten Filtern hilft, die in einer Servo-Steuerungsvorrichtung vorgesehen sind, die so konfiguriert ist, dass sie einen Motor steuert, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung umfasst: eine Resonanz-Erkennungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie eine Vielzahl von Resonanzpunkten in Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servo-Steuerungsvorrichtung erkennt, wobei die Frequenzcharakteristiken auf der Grundlage eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals gemessen werden, die jeweils eine variierende Frequenz aufweisen; eine Filter-Einstelleinheit, die so konfiguriert ist, dass sie zur Unterdrückung der Vielzahl von Resonanzpunkten eine Vielzahl von zweiten Filtern einstellt, die in ihrer Anzahl größer sind als die Vielzahl von ersten Filtern; und eine Gruppierungseinheit, die so konfiguriert ist, dass sie die Vielzahl der zweiten Filter separat gruppiert, um die Vielzahl der ersten Filter einzustellen.
Steuerungsunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gruppierungseinheit eine Maschinen-Lerneinheit umfasst, die konfiguriert ist, um einen Gruppierungskandidaten zu erfassen, der mit mindestens einem zusammengesetzten Filter kombiniert mit zwei oder mehr Filtern in der Vielzahl von zweiten Filtern versehen ist, und eine Gruppierungs-Bestimmungseinheit, die konfiguriert ist, um eine Kombination der Vielzahl von ersten Filtern aus einer Vielzahl von Gruppierungskandidaten zu erfassen, die von der Maschinen-Lerneinheit berechnet wurden.
Steuerungsunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gruppierungseinheit auf der Grundlage einer vorbestimmten Regel mindestens ein zusammengesetztes Filter bereitstellt, der mit zwei oder mehr Filtern in der Mehrzahl von zweiten Filtern kombiniert wird, um eine Kombination der Mehrzahl von ersten Filtern zu erfassen.
Steuerungsunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gruppierungseinheit jeden der mehreren zweiten Filter Stück für Stück kombiniert, um eine Kombination der mehreren ersten Filter zu erhalten.
Steuerungsunterstützungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Gruppierungseinheit mindestens einen zusammengesetzten Filter bereitstellt, der mit zwei oder mehr Filtern in der Mehrzahl von zweiten Filtern kombiniert ist, und nach allen Mustern für die Einstellung der Mehrzahl von ersten Filtern sucht, um eine Kombination der Mehrzahl von ersten Filtern aus allen Mustern zu erfassen.
Steuerungsunterstützungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei jeder Filter in der Mehrzahl der ersten Filter ein Kerbfilter oder/und ein Tiefpassfilter umfasst.
Steuerungsunterstützungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Gruppierungseinheit auch dann, wenn die Anzahl der mehreren zweiten Filter gleich oder kleiner als eine Beschränkungsanzahl ist, die mehreren zweiten Filter separat gruppiert, um die mehreren ersten Filter einzustellen.
Steuerungssystem, das Folgendes umfasst: eine Servo-Steuerungsvorrichtung, die zur Steuerung eines Motors konfiguriert ist; und Steuerungsunterstützungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung eine Vielzahl von Resonanzpunkten in den Frequenzcharakteristiken der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Eingangs-Ausgangs-Phasenverzögerung der Servo-Steuerungsvorrichtung erfasst, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung zur Unterdrückung der Vielzahl von Resonanzpunkten eine Vielzahl von zweiten Filtern einstellt, die in ihrer Anzahl größer sind als eine Vielzahl von ersten Filtern, die in der Servo-Steuerungsvorrichtung einzustellen sind, wobei die Steuerungsunterstützungsvorrichtung die Vielzahl von zweiten Filtern separat gruppiert, um die Vielzahl von ersten Filtern einzustellen.
Steuerungssystem nach Anspruch 8, das ferner Folgendes umfasst: eine Frequenz-Erzeugungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Signal mit einer variierenden Frequenz erzeugt und das Signal in die Servo-Steuerungsvorrichtung eingibt; und eine Frequenzcharakteristiken-Messvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage des Signals und eines Ausgangssignals der Servo-Steuerungsvorrichtung Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und Phasenverzögerung der Servo-Steuerungsvorrichtung misst.
Das Steuerungssystem nach Anspruch 8 oder 9, wobei die Servo-Steuerungsvorrichtung eine Stromrückkopplungsschleife, die verwendet wird, um einen in den Motor fließenden Strom zu regeln, und eine Rückkopplungsschleife enthält, die die Stromrückkopplungsschleife einschließt und die Filter aufweist, weiter umfassend: eine Frequenz-Erzeugungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie ein erstes Signal mit einer variierenden Frequenz erzeugt und das erste Signal in die Stromrückkopplungsschleife eingibt; und eine Frequenzcharakteristiken-Messeinheit, die so konfiguriert ist, dass sie auf der Grundlage des ersten Signals und eines zweiten Signals, das in die Stromrückkopplungsschleife in der Rückkopplungsschleife eingegeben werden soll, Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung und der Phasenverzögerung der Servo-Steuerungsvorrichtung misst.
Filtereinstellungsunterstützungsverfahren für eine Steuerungsunterstützungsvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie bei der Einstellung einer Vielzahl von ersten Filtern hilft, die in einer Servo-Steuerungsvorrichtung vorgesehen sind, die so konfiguriert ist, dass sie einen Motor steuert, wobei das Verfahren umfasst: Erfassen einer Vielzahl von Resonanzpunkten in Frequenzcharakteristiken in der Eingangs-Ausgangs-Verstärkung der Servo-Steuerungsvorrichtung, wobei die Frequenzcharakteristiken auf der Grundlage eines Eingangssignals und eines Ausgangssignals gemessen werden, die jeweils eine variierende Frequenz aufweisen; Einstellen einer Vielzahl von zweiten Filtern, deren Anzahl größer ist als die der ersten Filter, um die Vielzahl von Resonanzpunkten zu unterdrücken; und Getrennte Gruppierung der Vielzahl von zweiten Filtern, um die Vielzahl von ersten Filtern einzustellen.