JP2003280703A - Controller using estimator - Google Patents

Controller using estimator

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JP2003280703A
JP2003280703A JP2002084756A JP2002084756A JP2003280703A JP 2003280703 A JP2003280703 A JP 2003280703A JP 2002084756 A JP2002084756 A JP 2002084756A JP 2002084756 A JP2002084756 A JP 2002084756A JP 2003280703 A JP2003280703 A JP 2003280703A
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estimation
estimation device
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To cancel much disturbance related to a controlled system without affecting disturbance in the other frequencies. <P>SOLUTION: A robot (driving device) 12 which suffers from disturbance accompanied with a weaving operation fluctuated with a frequency ω is controlled by a controller 11 using a periodic disturbance estimating observer (an estimator) 16 which estimates a weaving frequency ω to perform feedback control, wherein the periodic disturbance estimating observer 16 provides an oscillation characteristic oscillating with the disturbance fluctuation frequency ωas a disturbance characteristic, estimates the disturbance based on the disturbance characteristic and incorporates a band pass characteristic passing the disturbance fluctuation frequency ω. Alternatively, the periodic disturbance estimating observer 16 provides the oscillation characteristic oscillating with the disturbance fluctuation frequency ω as the disturbance characteristic, estimates the disturbance based on the disturbance characteristic and incorporates an attenuating fluctuation characteristic. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、推定装置を用いた
制御装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device using an estimation device.

【0002】[0002]

【従来の技術】周波数ωで変動する外乱を受ける制御対
象において、外乱を推定する推定装置として周期外乱推
定オブザーバが用いられている。従来の周期外乱推定オ
ブザーバは、ビルなどの構造物を対象に適用が行われて
いる。ここで、周期外乱推定オブザーバの構造物への適
用とは、構造物の固有振動による外乱を周期外乱推定オ
ブザーバにより推定するものである。この際、構造物の
外乱は基本的に固有振動周波数の外乱しか存在しないた
め、周期外乱推定オブザーバによって推定可能であり、
他の周波数の外乱に対する影響はほとんど考えられなか
った。
2. Description of the Related Art A periodic disturbance estimation observer is used as an estimation device for estimating a disturbance in a controlled object that is subject to a disturbance that fluctuates at a frequency ω. The conventional periodic disturbance estimation observer is applied to structures such as buildings. Here, the application of the periodic disturbance estimation observer to the structure means that the disturbance due to the natural vibration of the structure is estimated by the periodic disturbance estimation observer. At this time, since the disturbance of the structure basically only has the disturbance of the natural vibration frequency, it can be estimated by the periodic disturbance estimation observer,
The effects on disturbances at other frequencies were hardly considered.

【0003】[0003]

【発明の解決しようとする課題】上述した周期外乱推定
オブザーバは、駆動装置への適用がほとんどなされてい
なかった。この理由として、駆動装置では、特定の周波
数の外乱とは別に、他の様々な周波数の外乱も併せて存
在するためである。即ち、従来の周期外乱推定オブザー
バでは、特定周波数の外乱を推定するのに特化した構造
を持つため、駆動装置に適用すると、他の周波数の外乱
に対して影響を与えてしまう。
The above-described periodic disturbance estimation observer has hardly been applied to a drive device. The reason for this is that, in addition to the disturbance of a specific frequency, the drive device also has disturbances of various other frequencies. That is, since the conventional periodic disturbance estimation observer has a structure specialized for estimating the disturbance of a specific frequency, when it is applied to a drive device, it affects the disturbance of another frequency.

【0004】例えば、図5は、特定の外乱周波数ωに対
して、周期外乱推定オブザーバの極を0.1ωの重根で
与えたときの外乱に対する推定値のゲイン線図である。
図5に示すように、周波数ωでは外乱と推定値のゲイン
は一致しているが、低周波数では大きく推定してしま
う。また、極をさらに下げると、低周波数でのゲインは
大きくなり、低周波の外乱に影響を与えることになる。
For example, FIG. 5 is a gain diagram of an estimated value with respect to a disturbance when a pole of the periodic disturbance estimation observer is given with a multiple root of 0.1ω for a specific disturbance frequency ω.
As shown in FIG. 5, the disturbance and the estimated value gain match at the frequency ω, but the gain is largely estimated at the low frequency. Further, if the pole is further lowered, the gain at low frequencies becomes large, which affects low frequency disturbance.

【0005】また、図6は、極を10ωの重根で与えた
ときのゲイン線図である。図5と同様に、図6に示すよ
うに、周波数がωでは外乱と推定値のゲインは一致して
いるが、高周波では大きく推定してしまう。また、極を
さらにあげると、高周波でのゲインは大きくなり、高周
波の外乱に影響を与えることになる。
FIG. 6 is a gain diagram when a pole is given by a multiple root of 10ω. Similar to FIG. 5, as shown in FIG. 6, the disturbance and the estimated value gain match at the frequency ω, but the gain is largely estimated at the high frequency. Further, if the poles are further raised, the gain at high frequencies becomes large, which affects the disturbance at high frequencies.

【0006】具体例として、ウィービング周波数でトー
チを揺動させるウィービング動作を行う溶接ロボットを
制御対象として考えると、このウィービング動作におけ
るトーチの揺動振幅は溶接ビートの品質を左右するた
め、高い精度を確保する必要がある。従来、フィードフ
ォワード制御が通常の周期外乱推定オブザーバ等によっ
て、精度確保を実現しようとしているが、機差や摩擦な
どの外乱要因による精度の劣化や、固有振動の励起など
による振動発生など、十分な精度を確保できていない。
また、ウィービング動作に伴う外乱は、ウィービング周
波数が速い場合、慣性力のモデル化誤差などが支配的に
なり、外乱の周波数成分のほとんどがウィービング周波
数の周波数で占められる。従って、高いウィービング周
波数で変動する外乱を抑制するためには、通常、制御帯
域を高周波に広げる必要があるが、その場合、外乱とは
別に、機構部の固有振動を励起させ振動が発生してしま
う。
As a specific example, when considering a welding robot that performs a weaving operation in which the torch is oscillated at a weaving frequency as a control target, the oscillation amplitude of the torch in this weaving operation affects the quality of the welding beat, and therefore high accuracy is required. It is necessary to secure it. In the past, feedforward control has attempted to ensure accuracy by using a normal period disturbance estimation observer, etc., but it is not enough to reduce accuracy due to disturbance factors such as machine error and friction, or to generate vibration due to excitation of natural vibration. The accuracy is not secured.
When the weaving frequency is high, the disturbance associated with the weaving operation is dominated by the modeling error of the inertial force, and most of the frequency components of the disturbance are occupied by the frequency of the weaving frequency. Therefore, in order to suppress the disturbance that fluctuates at a high weaving frequency, it is usually necessary to widen the control band to a high frequency, but in that case, in addition to the disturbance, the natural vibration of the mechanism part is excited to cause vibration. I will end up.

【0007】なお、溶接ロボットである駆動装置のウィ
ービング動作に周期外乱推定オブザーバを適用した従来
技術として、特開平7−185817号公報がある。し
かし、特開平7−185817号公報では、他の周波数
の外乱への影響が配慮されておらず、実用上十分とはい
えない。
As a prior art in which a periodic disturbance estimation observer is applied to the weaving operation of a driving device which is a welding robot, there is JP-A-7-185817. However, Japanese Patent Laid-Open No. 7-185817 does not consider the influence of other frequencies on the disturbance, and is not practically sufficient.

【0008】本発明は上記問題点に鑑みてされたもので
あり、他の周波数の外乱に対して影響が少なく、制御対
象に係る外乱の多くを相殺することができる推定装置を
用いた制御装置を提供するものである。
The present invention has been made in view of the above problems, and has a small influence on disturbances of other frequencies, and a control device using an estimation device capable of canceling out most of the disturbances related to the controlled object. Is provided.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の請求項1に記載の推定装置を用いた制御装置
は、制御対象に係る外乱を推定して、フィードバック制
御を行う推定装置を用いた制御装置であって、前記制御
対象は、周波数ωで変動する外乱を受ける駆動装置であ
って、前記推定装置は、外乱動特性として、外乱変動周
波数ωで振動する振動特性を与え、該外乱動特性に基づ
いて外乱を推定し、前記推定装置の外乱推定特性とし
て、外乱変動周波数ωを通過させるバンドパス特性を含
めることを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, a control device using an estimation device according to claim 1 of the present invention is an estimation device for estimating a disturbance related to a controlled object and performing feedback control. In the control device using, the control target is a drive device that receives a disturbance that fluctuates at a frequency ω, and the estimation device provides a vibration characteristic that vibrates at a disturbance fluctuation frequency ω as a disturbance fluctuation characteristic, The disturbance is estimated based on the disturbance fluctuation characteristic, and the disturbance estimation characteristic of the estimation device includes a bandpass characteristic that allows the disturbance fluctuation frequency ω to pass.

【0010】この請求項1の構成によると、外乱推定特
性が周波数ωを中心周波数とするバンドパス特性とな
り、周波数ωの外乱だけでなく、その周辺の周波数の外
乱も併せて推定することが可能になる。
According to the structure of claim 1, the disturbance estimation characteristic becomes the bandpass characteristic having the frequency ω as the center frequency, and it is possible to estimate not only the disturbance of the frequency ω but also the disturbance of the frequency around it. become.

【0011】本発明の請求項2に記載の推定装置を用い
た制御装置は、請求項1に記載の推定装置を用いた制御
装置であって、前記バンドパス特性は、前記外乱と前記
外乱を推定した推定値とのゲインを±10db以内とす
る外乱変動周波数ωを中心とした周波数帯があり、該周
波数帯以外の周波数での該ゲインはマイナスであり、該
周波数帯は、外乱とは別に、制御に伴い励起される制御
対象の機構部固有振動の周波数を含まない、ことを特徴
とする。
A control device using the estimation device according to a second aspect of the present invention is a control device using the estimation device according to the first aspect, wherein the band-pass characteristic includes the disturbance and the disturbance. There is a frequency band centered on the disturbance fluctuation frequency ω within which the gain with the estimated value is within ± 10 db, the gain is negative at frequencies other than the frequency band, and the frequency band is different from the disturbance. It does not include the frequency of the natural vibration of the controlled mechanical part that is excited by the control.

【0012】この請求項2の構成によると、周波数帯
は、外乱とは別に、制御に伴い励起される制御対象の機
構部固有振動の周波数を含まないことから、機構部固有
振動の周波数に対してほとんど影響を与えることなく、
制御対象に係る外乱の多くを相殺することができる。
According to the second aspect of the invention, the frequency band does not include the frequency of the natural vibration of the mechanical part to be controlled, which is excited in accordance with the control, in addition to the disturbance. With almost no impact,
Most of the disturbance related to the controlled object can be offset.

【0013】本発明の請求項3に記載の推定装置を用い
た制御装置は、制御対象に係る外乱を推定して、フィー
ドバック制御を行う推定装置を用いた制御装置であっ
て、前記制御対象は、周波数ωで変動する外乱を受ける
駆動装置であって、前記推定装置は、外乱動特性とし
て、外乱変動周波数ωで振動する振動特性を与え、該外
乱動特性に基づいて外乱を推定し、前記推定装置の外乱
推定特性として、外乱変動周波数ωを通過させる減衰振
動特性を含めることを特徴とする。
A control device using an estimation device according to a third aspect of the present invention is a control device using an estimation device for estimating a disturbance related to a controlled object and performing feedback control, wherein the controlled object is , A drive device that receives a disturbance that fluctuates at a frequency ω, wherein the estimation device provides a vibration characteristic that vibrates at a disturbance fluctuation frequency ω as a disturbance fluctuation characteristic, estimates the disturbance based on the disturbance fluctuation characteristic, and The disturbance estimation characteristic of the estimation device is characterized by including a damping vibration characteristic that allows the disturbance fluctuation frequency ω to pass.

【0014】この請求項3の構成によると、外乱推定特
性が周波数ωのみを推定する減衰振動特性となり、周波
数ωの外乱のみを推定することが可能になる。
According to the structure of the third aspect, the disturbance estimation characteristic becomes the damping vibration characteristic for estimating only the frequency ω, and it becomes possible to estimate only the disturbance of the frequency ω.

【0015】本発明の請求項4に記載の推定装置を用い
た制御装置は、請求項3に記載の推定装置を用いた制御
装置であって、前記減衰振動特性は、前記外乱と前記外
乱を推定した推定値とのゲインを±10db以内とする
外乱変動周波数ωを中心とした逆ノッチ型の周波数帯が
あり、該周波数帯以外の周波数での該ゲインはマイナス
であり、該周波数帯は、外乱とは別に、制御に伴い励起
される制御対象の機構部固有振動の周波数を含まない、
ことを特徴とする。
A control device using the estimation device according to claim 4 of the present invention is a control device using the estimation device according to claim 3, wherein the damping vibration characteristic is the disturbance and the disturbance. There is an inverse notch type frequency band centered on the disturbance fluctuation frequency ω within which the gain with the estimated value is within ± 10 db, and the gain at frequencies other than the frequency band is negative, and the frequency band is Apart from the disturbance, it does not include the frequency of the natural vibration of the mechanical part to be controlled, which is excited by the control.
It is characterized by

【0016】この請求項4の構成によると、周波数帯
は、外乱とは別に、制御に伴い励起される制御対象の機
構部固有振動の周波数を含まない。従って、周波数ωの
外乱のみを推定することにより、機構部固有振動の周波
数の近傍に外乱の周波数がある場合でも対応が可能とな
る。
According to the structure of the fourth aspect, the frequency band does not include the frequency of the natural vibration of the mechanical part of the controlled object which is excited in accordance with the control, in addition to the disturbance. Therefore, by estimating only the disturbance of the frequency ω, it is possible to deal with the case where the disturbance frequency is near the frequency of the mechanism natural vibration.

【0017】本発明の請求項5に記載の推定装置を用い
た制御装置は、請求項1乃至4のいずれかに記載の推定
装置を用いた制御装置であって、前記推定装置は、周波
数n×ωで振動する外乱を推定することを特徴とする。
A control device using the estimation device according to claim 5 of the present invention is a control device using the estimation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the estimation device has a frequency n. A feature is that a disturbance vibrating at × ω is estimated.

【0018】この請求項5の構成によると、外乱の周波
数ωに対して、周波数n×ωの外乱を推定することとな
り、より高精度な制御を実現することができる。
According to the configuration of the fifth aspect, the disturbance of the frequency n × ω is estimated with respect to the frequency ω of the disturbance, so that it is possible to realize more accurate control.

【0019】本発明の請求項6に記載の推定装置を用い
た制御装置は、請求項1乃至5のいずれかに記載の推定
装置を用いた制御装置であって、前記駆動装置は、減速
機を介してアクチュエータの駆動力が被駆動体に伝達さ
れ、該減速機がバネ要素として作用する駆動装置であ
り、前記推定装置は、アクチュエータとアクチュエータ
に付随した慣性部分と、被駆動体と被駆動体に付随した
慣性部分とで構成される2慣性系モデルを制御対象の動
特性モデルとして推定に用いることを特徴とする。
A control device using the estimation device according to claim 6 of the present invention is a control device using the estimation device according to any one of claims 1 to 5, wherein the drive device is a speed reducer. Is a driving device in which the driving force of the actuator is transmitted to the driven body via the actuator, and the speed reducer acts as a spring element. The estimating device includes an actuator, an inertial part associated with the actuator, the driven body, and the driven body. A feature is that a two-inertia system model composed of an inertial part attached to the body is used for estimation as a dynamic characteristic model of a controlled object.

【0020】この請求項6の構成によると、減速機など
のバネ要素の弾性変形による影響をモデルとして取り込
むことが可能となり、より高精度に外乱を推定し、補償
することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the influence of elastic deformation of the spring element such as the speed reducer can be incorporated as a model, and the disturbance can be estimated and compensated with higher accuracy.

【0021】本発明の請求項7に記載の推定装置を用い
た制御装置は、請求項1乃至6のいずれかに記載の推定
装置を用いた制御装置であって、前記駆動装置は、溶接
ロボットであり、前記外乱は、溶接ロボットのウィービ
ング動作に伴う外乱であり、前記推定装置は、ウィービ
ング周波数を外乱変動周波数ωとして与えることを特徴
とする。
A control device using the estimation device according to claim 7 of the present invention is a control device using the estimation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the drive device is a welding robot. And the disturbance is a disturbance associated with the weaving operation of the welding robot, and the estimation device gives the weaving frequency as the disturbance fluctuation frequency ω.

【0022】この請求項7の構成によると、ウィービン
グ周波数が速い場合には、外乱の周波数成分は、ウィー
ビング周波数ωの外乱成分がほとんどを占めるため、周
波数ωの外乱を推定する推定装置を構成することによ
り、他の周波数成分に悪影響を与えることなく、完全に
相殺することが可能であり、高いウィービング振幅を実
現することができる。また、ウィービング周波数が遅い
場合には、外乱の周波数成分は、ウィービング周波数ω
に加えて周波数n×ωの外乱成分も多く存在するため、
周波数n×ωの外乱を推定する推定装置を構成すること
により、より高精度な制御を実現することができる。
According to the structure of claim 7, when the weaving frequency is high, the disturbance frequency component of the weaving frequency ω occupies most of the disturbance frequency component, so that an estimating device for estimating the disturbance of the frequency ω is constructed. As a result, it is possible to completely cancel each other without adversely affecting other frequency components, and it is possible to realize a high weaving amplitude. When the weaving frequency is slow, the frequency component of the disturbance is the weaving frequency ω
In addition to many disturbance components of frequency n × ω,
By configuring an estimation device that estimates a disturbance of frequency n × ω, it is possible to realize more accurate control.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
における推定装置を用いた制御装置について説明する。
なお、本発明に係る推定装置を用いた制御装置の実施形
態は、下記の実施形態に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載した限りにおいてさまざまな設計変更
が可能である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A control device using an estimation device according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
It should be noted that the embodiment of the control device using the estimation device according to the present invention is not limited to the following embodiment, and various design changes are possible within the scope of the claims.

【0024】[実施形態1]本発明の第1の実施形態を以
下に説明する。第1の実施形態においては、制御対象と
して剛体のロボットを想定し、制御対象の動特性モデル
として、次式(数1)であらわされる制御対象への適用
例を示す。
[Embodiment 1] A first embodiment of the present invention will be described below. In the first embodiment, a rigid robot is assumed as the control target, and an application example to the control target represented by the following equation (Equation 1) is shown as the dynamic characteristic model of the control target.

【0025】[0025]

【数1】 [Equation 1]

【0026】ここで、Jはロボットの慣性、τは入力ト
ルク、θはロボットの位置、dは外乱である。
Here, J is the inertia of the robot, τ is the input torque, θ is the position of the robot, and d is the disturbance.

【0027】また、外乱変動周波数ωで変動する振動特
性として、次式(数2)で表される動特性モデルを外乱
dに仮定し、外乱dを推定するオブザーバ(推定装置)
を構成する。
As a vibration characteristic that fluctuates at the disturbance fluctuation frequency ω, an observer (estimation device) that estimates the disturbance d by assuming a dynamic characteristic model represented by the following equation (Equation 2) as the disturbance d
Make up.

【0028】[0028]

【数2】 [Equation 2]

【0029】ここで、上記外乱dの動特性モデルに基づ
いて構成されたオブザーバのことを、外乱を推定する推
定装置とする。具体的には、上記制御対象のモデル(数
1)と、上記外乱の動特性モデル(数2)と、を用いて
オブザーバ構成条件を満たすようにオブザーバを設計す
る。例えば、オブザーバの極を次式(数3)で指定す
る。
Here, the observer constructed on the basis of the dynamic characteristic model of the disturbance d is an estimating device for estimating the disturbance. Specifically, the observer is designed so as to satisfy the observer configuration condition by using the controlled object model (Equation 1) and the disturbance dynamic characteristic model (Equation 2). For example, the observer poles are specified by the following equation (Equation 3).

【0030】[0030]

【数3】 [Equation 3]

【0031】即ち、オブザーバの動特性を次式(数4)
で与える。ここで、Ωは外乱の動特性を変更するための
パラメータである。
That is, the dynamic characteristic of the observer is calculated by the following equation (Equation 4).
Give in. Here, Ω is a parameter for changing the dynamic characteristics of the disturbance.

【0032】[0032]

【数4】 [Equation 4]

【0033】以上から、このオブザーバの実際の外乱d
から外乱推定値d’までの動特性が次式(数5)とな
る。
From the above, the actual disturbance d of this observer
To the estimated disturbance value d ′ is given by the following equation (Equation 5).

【0034】[0034]

【数5】 [Equation 5]

【0035】また、このオブザーバの実際の外乱dから
外乱推定値d’までのゲイン線図を図1に示す。なお、
図1において、×線はパラメータΩを20ωとして与え
た場合であり、○線はパラメータΩを2ωとして与えた
場合であり、−線はパラメータΩを0.2ωとして与え
た場合である。
Further, a gain diagram from the actual disturbance d of this observer to the disturbance estimated value d'is shown in FIG. In addition,
In FIG. 1, the x line shows the case where the parameter Ω is given as 20ω, the ◯ line shows the case where the parameter Ω is given as 2ω, and the − line shows the case where the parameter Ω is given as 0.2ω.

【0036】従って、上記の動特性(数5)において、
Ω≧ωの場合には、ゲインが実質ゼロである(ゲインが
±10db以内)、通過させる帯域は2ω−ΩからΩま
での周波数帯となり、バンドパス(帯域通過)特性が得
られる。例えば、パラメータΩを20ωと与えると、そ
のゲイン線図は図1の×線に示される通りとなり、外乱
推定動特性(外乱から推定値までの動特性)は周波数ω
を中心周波数とするバンドパス特性で得られる。また、
図1に示すように、ゲイン実質ゼロの周波数帯以外の周
波数では、ゲインがマイナスとなっている。更に、図1
に示すように、ゲイン実質ゼロの周波数帯には、機構部
固有振動の周波数を含んでいない。ここで、機構部固有
振動とは、外乱とは異なるものであり、高周波ウィービ
ング動作時に制御帯域を高周波に広げて制御した場合等
に、機構部の固有振動を励起させて発生する振動のこと
をいう。
Therefore, in the above dynamic characteristic (Equation 5),
When Ω ≧ ω, the gain is substantially zero (gain is within ± 10 db), the band to be passed is the frequency band from 2ω-Ω to Ω, and band pass (band pass) characteristics are obtained. For example, when the parameter Ω is given as 20ω, the gain diagram is as shown by the x line in FIG. 1, and the disturbance estimated dynamic characteristic (dynamic characteristic from the disturbance to the estimated value) is the frequency ω.
It is obtained with a bandpass characteristic whose center frequency is. Also,
As shown in FIG. 1, the gain is negative at frequencies other than the frequency band where the gain is substantially zero. Furthermore, FIG.
As shown in, the frequency band of substantially zero gain does not include the frequency of the natural vibration of the mechanical section. Here, the mechanical section natural vibration is different from the disturbance, and refers to the vibration generated by exciting the natural vibration of the mechanical section when the control band is expanded to a high frequency during high frequency weaving operation. Say.

【0037】また、上記の動特性(数5)において、Ω
<ωの場合には、周波数ωのみを通過させる減衰振動特
性となり、Ωを小さくするにつれて、ゲインが実質ゼロ
である(ゲインが±10db以内)、通過させる帯域が
狭い逆ノッチ型となり、ω以外の周波数帯の遮断特性が
高くなる。例えば、パラメータΩを0.2ωとして与え
ると、そのゲイン線図は図1の−線に示される通りとな
り、外乱推定動特性は周波数ωのみを推定可能な減衰振
動特性で得られる。また、図1に示すように、ゲイン実
質ゼロの周波数帯(周波数ω)以外の周波数では、ゲイ
ンがマイナスとなっている。更に、図1に示すように、
ゲイン実質ゼロの周波数帯(周波数ω)は、機構部固有
振動の周波数を含んでいない。
In the above dynamic characteristics (Equation 5), Ω
In the case of <ω, the damping vibration characteristic allows only the frequency ω to pass, and as Ω becomes smaller, the gain becomes substantially zero (gain is within ± 10 db), the band to pass becomes a narrow notch type, and other than ω The cutoff characteristic of the frequency band of is improved. For example, if the parameter Ω is given as 0.2ω, the gain diagram will be as shown by the-line in FIG. 1, and the disturbance estimation dynamic characteristic can be obtained by the damping vibration characteristic capable of estimating only the frequency ω. Further, as shown in FIG. 1, the gain is negative at frequencies other than the frequency band (frequency ω) where the gain is substantially zero. Furthermore, as shown in FIG.
The frequency band (frequency ω) where the gain is substantially zero does not include the frequency of the natural vibration of the mechanical section.

【0038】なお、上述の実施形態においては、オブザ
ーバの極を指定してオブザーバを設計しているが、オブ
ザーバの設計はそれに限られない。一般的なバンドパス
フィルタの設計手法は、様々な手法が存在する。例え
ば、他の方法として、制御対象の動特性モデルから、次
式(数6)が得られる。
Although the observer is designed by designating the observer poles in the above embodiment, the observer design is not limited to this. There are various methods for designing a general bandpass filter. For example, as another method, the following equation (Equation 6) is obtained from the dynamic characteristic model of the controlled object.

【0039】[0039]

【数6】 [Equation 6]

【0040】この数6によってdを算出し、離散系での
一般的なバンドパスフィルタBd(z)、或いは、連続
系での一般的なバンドパスフィルタBc(s)を用いて
推定値d’を、次式の数7或いは数8により推定するこ
とができる。
D is calculated by the equation 6, and an estimated value d'is obtained by using a general bandpass filter Bd (z) in the discrete system or a general bandpass filter Bc (s) in the continuous system. Can be estimated by the following Equation 7 or Equation 8.

【0041】[0041]

【数7】 [Equation 7]

【0042】[0042]

【数8】 [Equation 8]

【0043】このように、本実施形態によると、Ωを大
きく与えた場合は、推定特性がバンドパス特性となり、
周波数ωの外乱だけではなく、その周辺の周波数の外乱
も併せて推定することが可能となる。また、Ωを小さく
与えた場合は、推定特性が減衰振動特性となり、周波数
ωの外乱だけを推定することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, when Ω is given large, the estimated characteristic becomes the bandpass characteristic,
It is possible to estimate not only the disturbance of the frequency ω but also the disturbance of the frequencies around it. Further, when Ω is given small, the estimation characteristic becomes the damping vibration characteristic, and it becomes possible to estimate only the disturbance of the frequency ω.

【0044】一方、周波数ωの外乱に着目すれば、実際
の外乱の振幅に対する推定値の振幅の寄り付き、即ち外
乱の振幅を推定するのに必要な時間は、Ωを大きくする
ことによって速くなり、Ωを小さくすることによって遅
くなる。即ち、Ωを大きくすると、ゲイン実質ゼロの周
波数帯が広くなり、複数の外乱がある場合でも対応で
き、振幅の推定が短時間でできる。また、Ωを小さくす
ると、ゲイン実質ゼロの周波数帯が狭くなり、機構部固
有振動の周波数の近傍に外乱の周波数がある場合でも対
応が可能であるが、振幅の推定に時間がかかる。
On the other hand, focusing on the disturbance of the frequency ω, the deviation of the amplitude of the estimated value with respect to the amplitude of the actual disturbance, that is, the time required to estimate the amplitude of the disturbance is increased by increasing Ω, It becomes slower by making Ω smaller. That is, when Ω is increased, the frequency band in which the gain is substantially zero becomes wider, and it is possible to cope with a plurality of disturbances, and the amplitude can be estimated in a short time. Further, if Ω is made small, the frequency band where the gain is substantially zero becomes narrow, and it is possible to cope with the case where there is a disturbance frequency in the vicinity of the frequency of the natural vibration of the mechanism section, but it takes time to estimate the amplitude.

【0045】[実施形態2]本発明の第2の実施形態を以
下に説明する。なお、第1の実施形態と同一の数式につ
いては、その説明を省略する。
[Second Embodiment] A second embodiment of the present invention will be described below. The description of the same mathematical expressions as those in the first embodiment will be omitted.

【0046】第2の実施形態においては、制御対象とし
て、図2に示すような、アクチュエータ部(モータ)2
と被駆動体部(アーム)3が減速機(バネ)4等のバネ
要素に連結される駆動装置(ロボット)1を想定する。
そして、制御対象の動特性モデルとして、アクチュエー
タ部の慣性(アクチュエータとアクチュエータに付随し
た慣性)と、被駆動体部の慣性(被駆動体と被駆動体に
付随した慣性)の2つの慣性からなる2慣性系でモデル
化した次式(数9)であらわされる制御対象への適用例
を示す。
In the second embodiment, as an object to be controlled, an actuator unit (motor) 2 as shown in FIG. 2 is used.
And a driven device (robot) 1 in which a driven body part (arm) 3 is connected to a spring element such as a speed reducer (spring) 4.
The dynamic characteristic model of the controlled object is composed of two inertias: the inertia of the actuator section (inertia associated with the actuator and the actuator) and the inertia of the driven body section (inertia associated with the driven body and the driven body). An example of application to a controlled object represented by the following equation (Equation 9) modeled by a two-inertia system will be shown.

【0047】[0047]

【数9】 [Equation 9]

【0048】ここで、Jlは被駆動体部(アーム)の慣
性であり、Jmはアクチュエータ部(モータ)の慣性で
ある。また、θlは被駆動体部の位置であり、θmはア
クチュエータ部の位置である。更に、kはバネ要素のバ
ネ定数である。cは外部から被駆動体部に作用する力で
あり、ロボットの各軸での干渉や重力項などを示し、対
象とする制御対象に応じて、変更・削除する。
Here, Jl is the inertia of the driven body part (arm), and Jm is the inertia of the actuator part (motor). Further, θl is the position of the driven body portion, and θm is the position of the actuator portion. Furthermore, k is the spring constant of the spring element. c is a force that acts on the driven body portion from the outside, and indicates interference on each axis of the robot, a gravitational term, and the like, which is changed / deleted according to the target control target.

【0049】この数9と数2とに基づき、実施形態1と
同様に、数3のオブザーバの極、即ち数4のオブザーバ
の動特性を与えて、オブザーバ構成条件を満たすように
オブザーバを設計する。
Based on the equations (9) and (2), as in the first embodiment, the dynamic characteristics of the observer poles of the equation (3), that is, the observer of the equation (4) are given to design the observer so as to satisfy the observer constituent conditions. .

【0050】このように、本実施形態によると、2慣性
系の動特性モデルとして置き換えることにより、減速機
などのバネ要素の弾性変形による影響をモデルとして取
り込むことが可能となり、より高精度に外乱を推定し、
補償することが可能となる。
As described above, according to this embodiment, by replacing the dynamic characteristic model of the two-inertia system with the dynamic characteristic model of the two-inertia system, the influence of elastic deformation of the spring element such as the speed reducer can be taken in as a model, and the disturbance can be more accurately performed. And then
It becomes possible to compensate.

【0051】[実施形態3]本発明の第3の実施形態を以
下に説明する。なお、第1の実施形態と同一の数式につ
いては、その説明を省略する。
[Embodiment 3] A third embodiment of the present invention will be described below. The description of the same mathematical expressions as those in the first embodiment will be omitted.

【0052】実施形態3においては、制御対象として、
ウィービング周波数でトーチを揺動させるウィービング
動作を行う溶接ロボットを想定する。図3は、推定装置
を用いた制御装置のブロック線図である。また、図4
は、推定装置を用いた制御装置のフローチャートであ
る。
In the third embodiment, the control target is
Assume a welding robot that performs a weaving operation in which a torch is swung at a weaving frequency. FIG. 3 is a block diagram of a control device using the estimation device. Also, FIG.
3 is a flowchart of a control device using the estimation device.

【0053】まず、推定装置を用いた制御装置のブロッ
ク線図について、図3に基づいて、説明する。図3に示
すように、制御装置11は、制御対象であるロボット1
2を制御する装置であり、位置・速度制御部13と、動
力学補償部14と、弾性変形補償部15と、周期外乱推
定オブザーバ(推定装置)16とから構成されている。
First, a block diagram of a control device using the estimation device will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 3, the control device 11 controls the robot 1 to be controlled.
2, which is a device for controlling 2, and includes a position / speed control unit 13, a dynamics compensation unit 14, an elastic deformation compensation unit 15, and a periodic disturbance estimation observer (estimation device) 16.

【0054】位置・速度制御部13では、例えばPID
制御を行うものであり、位置・速度の誤差に基づいて目
標値としてのトルクを計算する。動力学補償部14で
は、位置・速度制御部13の応答の遅れを補償するため
のものであり、動力学モデルに基づいて必要値としての
トルクを計算する。また、弾性変形補償部15では、バ
ネがある場合にバネにかかるトルクを計算する。周期外
乱推定オブザーバ16は、前記実施形態1または実施形
態2に記載した方法により設計されており、ロボット1
2の速度、及び外乱変動周波数であるウィービング周期
ωと、ウィービング周期ωから算出したパラメータΩと
により、外乱推定値としてのトルクを算出する。なお、
周期外乱推定オブザーバ16は、実施形態1または実施
形態2と同様に、制御対象の動特性モデルと数2とに基
づき、数3のオブザーバの極、即ち数4のオブザーバの
動特性を与えて、オブザーバ構成条件を満たすように設
計する。
In the position / speed control unit 13, for example, PID
The control is performed, and the torque as a target value is calculated based on the position / speed error. The dynamic compensator 14 is for compensating for the delay in the response of the position / speed controller 13, and calculates the torque as a necessary value based on the dynamic model. Further, the elastic deformation compensator 15 calculates the torque applied to the spring when there is a spring. The periodic disturbance estimation observer 16 is designed by the method described in the first or second embodiment, and the robot 1
The torque as the estimated disturbance value is calculated from the velocity of 2, the weaving cycle ω that is the disturbance fluctuation frequency, and the parameter Ω calculated from the weaving cycle ω. In addition,
The periodic disturbance estimation observer 16 gives the poles of the observer of the equation 3 or the dynamic characteristics of the observer of the equation 4 based on the dynamic characteristic model of the controlled object and the equation 2 as in the first or second embodiment. Design to meet the observer configuration conditions.

【0055】次に、推定装置を用いた制御装置の作用に
ついて、図4のフローチャートについて、説明する。
Next, the operation of the control device using the estimation device will be described with reference to the flowchart of FIG.

【0056】まず、制御が開始されると、ステップS1
において、ウィービング周期ω及びパラメータΩの設定
を行う。また、周期外乱推定オブザーバの状態変数を初
期化する。
First, when the control is started, step S1
At, the weaving period ω and the parameter Ω are set. Also, the state variables of the periodic disturbance estimation observer are initialized.

【0057】次に、ステップS2において、周期外乱推
定オブザーバにより外乱推定値(トルク)を計算し、ス
テップS3において、外乱推定値をトルクに加算する。
そして、ステップS4において、制御を停止するか否か
を確認する。
Next, in step S2, the estimated disturbance value (torque) is calculated by the periodic disturbance estimation observer, and in step S3, the estimated disturbance value is added to the torque.
Then, in step S4, it is confirmed whether or not the control is stopped.

【0058】制御を続ける場合は(ステップS4:N
O)、ステップS5において、外乱周期を変更するか否
かを確認する。外乱周期を変更する場合は(ステップS
5:YES)、ステップS1に戻り、ウィービング周期
ω及びパラメータΩの設定を行う。また、周期外乱推定
オブザーバの状態変数を初期化する。一方、外乱周期を
変更しない場合は(ステップS5:NO)、ステップS
2に戻り、周期外乱推定オブザーバにより外乱推定値を
計算する。
To continue the control (step S4: N
O), and in step S5, it is confirmed whether or not the disturbance cycle is changed. When changing the disturbance period (step S
5: YES), returning to step S1, the weaving period ω and the parameter Ω are set. Also, the state variables of the periodic disturbance estimation observer are initialized. On the other hand, when the disturbance cycle is not changed (step S5: NO), step S
Returning to 2, the estimated disturbance value is calculated by the periodic disturbance estimation observer.

【0059】制御を停止する場合は(ステップS4:Y
ES)、ステップS6において、ウィービング周期ω及
びパラメータΩの設定をクリアする。そして、周期外乱
推定オブザーバの状態変数を初期化して、制御を停止す
る。
To stop the control (step S4: Y
ES), in step S6, the setting of the weaving period ω and the parameter Ω is cleared. Then, the state variable of the periodic disturbance estimation observer is initialized and the control is stopped.

【0060】このように、本実施形態によると、ウィー
ビング周波数に応じて外乱の動特性を変更し、また必要
であれば周期外乱推定オブザーバの動特性もウィービン
グ周波数に応じて変更し、外乱を推定するとともに、そ
の推定値をフィードバックすることによって、他の周波
数の外乱に悪影響を与えることなしに、周波数ωの外乱
を完全に相殺することができる。
As described above, according to the present embodiment, the dynamic characteristic of the disturbance is changed according to the weaving frequency, and if necessary, the dynamic characteristic of the periodic disturbance estimation observer is also changed according to the weaving frequency to estimate the disturbance. In addition, by feeding back the estimated value, it is possible to completely cancel the disturbance of the frequency ω without adversely affecting the disturbance of other frequencies.

【0061】また、ウィービング周波数が速い場合、ウ
ィービング動作に伴う外乱は、慣性力のモデル化誤差な
どが支配的となり、外乱の周波数成分のほとんどがウィ
ービング周波数の周波数で占められる。従って、外乱の
周波数成分のほとんどを占めるウィービング周波数の外
乱を、他の周波数に悪影響を与えることなく、完全に相
殺することが可能であり、高いウィービング振幅を実現
することが可能となる。
When the weaving frequency is high, the disturbance associated with the weaving operation is dominated by the modeling error of the inertial force, and most of the frequency components of the disturbance are occupied by the weaving frequency. Therefore, the disturbance of the weaving frequency that occupies most of the frequency component of the disturbance can be completely canceled without adversely affecting other frequencies, and a high weaving amplitude can be realized.

【0062】なお、ウィービング周波数が遅い場合、ウ
ィービング動作に伴う外乱は、摩擦などの影響が支配的
となり、外乱の周波数成分は、ウィービング周波数ωに
加えて、周波数n×ω(n=2,3,・・・)の外乱成
分も多く存在する。このため、外乱変動周波数ωに対し
て、周波数n×ωの外乱を推定する周期外乱推定オブザ
ーバ16を上述と同様に構成すれば、より高精度な制御
を実現することができる。
When the weaving frequency is slow, the disturbance due to the weaving operation is dominated by the influence of friction, etc., and the frequency component of the disturbance has a frequency n × ω (n = 2, 3) in addition to the weaving frequency ω. There are many disturbance components (...). Therefore, if the periodic disturbance estimation observer 16 that estimates the disturbance having the frequency n × ω with respect to the disturbance fluctuation frequency ω is configured in the same manner as described above, it is possible to realize more accurate control.

【0063】[0063]

【発明の効果】本発明の請求項1に記載の推定装置を用
いた制御装置によると、推定装置の動特性にバンドパス
特性を含めるにより、周波数ωの外乱だけでなく、その
周辺の周波数の外乱も合わせて推定することが可能とな
る。本発明の請求項2に記載の推定装置を用いた制御装
置によると、周波数帯は、外乱とは別に、制御に伴い励
起される制御対象の機構部固有振動の周波数を含まない
ことから、機構部固有振動の周波数に対してほとんど影
響を与えることなく、制御対象に係る多くの外乱を相殺
することができる。
According to the control device using the estimation device according to the first aspect of the present invention, by including the bandpass characteristic in the dynamic characteristic of the estimation device, not only the disturbance of the frequency ω but also the frequency of the surrounding frequency It is possible to estimate the disturbance as well. According to the control device using the estimation device according to claim 2 of the present invention, the frequency band does not include the frequency of the natural vibration of the mechanical part of the control target that is excited in accordance with the control, in addition to the disturbance. It is possible to cancel many disturbances related to the controlled object with almost no influence on the frequency of the natural vibration of the part.

【0064】本発明の請求項3に記載の推定装置を用い
た制御装置によると、推定装置の動特性に減衰振動特性
を含めることにより、周波数ωの外乱だけを推定するこ
とができ、機構部固有振動の周波数の近傍に外乱の周波
数がある場合でも対応が可能となる。本発明の請求項4
に記載の推定装置を用いた制御装置によると、周波数帯
は、外乱とは別に、制御に伴い励起される制御対象の機
構部固有振動の周波数を含まない。従って、周波数ωの
外乱のみを推定することにより、機構部固有振動の周波
数の近傍に外乱の周波数がある場合でも対応が可能とな
る。
According to the control device using the estimating device according to the third aspect of the present invention, by including the damping vibration characteristic in the dynamic characteristic of the estimating device, it is possible to estimate only the disturbance of the frequency ω, Even if there is a disturbance frequency near the natural vibration frequency, it is possible to deal with it. Claim 4 of the present invention
According to the control device using the estimation device described in (1), the frequency band does not include the frequency of the natural vibration of the mechanical part to be controlled, which is excited in accordance with the control, in addition to the disturbance. Therefore, by estimating only the disturbance of the frequency ω, it is possible to deal with the case where the disturbance frequency is near the frequency of the mechanism natural vibration.

【0065】本発明の請求項5に記載の推定装置を用い
た制御装置によると、外乱の周波数ωに対して、周波数
n×ωの外乱を推定するように推定装置を構成すること
により、より高精度な制御を実現することができる。
According to the control device using the estimation device of the fifth aspect of the present invention, the estimation device is configured to estimate the disturbance of frequency n × ω with respect to the frequency ω of the disturbance. Highly precise control can be realized.

【0066】本発明の請求項6に記載の推定装置を用い
た制御装置によると、減速機を介してアクチュエータの
駆動力が被駆動体に伝達され、該減速機がバネ要素とし
て作用する駆動装置に対して、アクチュエータとアクチ
ュエータに付随した慣性部分と、被駆動体と被駆動体に
付随した慣性部分とで構成される2慣性系モデルを制御
対象の動特性モデルとして推定装置の推定に用いること
により、減速機などのバネ要素の弾性変形による影響を
モデルとして取り込むことが可能となり、より高精度に
外乱を推定し、補償することができる。
According to the controller using the estimating apparatus of the sixth aspect of the present invention, the driving force of the actuator is transmitted to the driven body through the reduction gear, and the reduction gear acts as a spring element. On the other hand, a two-inertia system model including an actuator, an inertial part associated with the actuator, and a driven body and an inertial part associated with the driven body should be used as a dynamic characteristic model of the controlled object for estimation of the estimation device. As a result, the influence of elastic deformation of the spring element such as the speed reducer can be incorporated as a model, and the disturbance can be estimated and compensated with higher accuracy.

【0067】本発明の請求項7に記載の推定装置を用い
た制御装置によると、駆動装置である溶接ロボットのウ
ィービング動作に伴う外乱について、ウィービング周波
数を外乱変動周波数ωとして推定装置の推定に用いるこ
とにより、ウィービング周波数が速い場合には、外乱の
周波数成分は、ウィービング周波数ωの外乱成分がほと
んどを占めるため、周波数ωの外乱を推定する推定装置
を構成することにより、他の周波数成分に悪影響を与え
ることなく、完全に相殺することが可能であり、高いウ
ィービング振幅を実現することができる。また、ウィー
ビング周波数が遅い場合には、外乱の周波数成分は、ウ
ィービング周波数ωに加えて周波数n×ωの外乱成分も
多く存在するため、周波数n×ωの外乱を推定する推定
装置を構成することにより、より高精度な制御を実現す
ることができる。
According to the control device using the estimating device according to the seventh aspect of the present invention, the weaving frequency is used as the disturbance fluctuation frequency ω for estimating the estimating device with respect to the disturbance caused by the weaving operation of the welding robot as the driving device. As a result, when the weaving frequency is fast, the disturbance frequency component of the weaving frequency ω occupies most of the disturbance frequency component, so that by constructing an estimation device that estimates the disturbance of the frequency ω, it adversely affects other frequency components. It is possible to completely cancel each other without giving, and a high weaving amplitude can be realized. Further, when the weaving frequency is slow, the disturbance frequency component has a large number of disturbance components of frequency n × ω in addition to the weaving frequency ω. Therefore, an estimation device for estimating the disturbance of frequency n × ω should be configured. With this, it is possible to realize more accurate control.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1の実施形態に係るオブザーバ(推定装置)
の実際の外乱dから外乱推定値d’までのゲイン線図で
ある。
FIG. 1 is an observer (estimation device) according to a first embodiment.
FIG. 6 is a gain diagram from the actual disturbance d to the estimated disturbance value d ′.

【図2】第2の実施形態に係るアクチュエータ部(モー
タ)と被駆動体部(アーム)が減速機(バネ)等のバネ
要素に連結される駆動装置(ロボット)の概略図であ
る。
FIG. 2 is a schematic diagram of a drive device (robot) in which an actuator unit (motor) and a driven body unit (arm) according to a second embodiment are connected to a spring element such as a speed reducer (spring).

【図3】第3の実施形態に係る推定装置を用いた制御装
置のブロック線図である。
FIG. 3 is a block diagram of a control device using an estimation device according to a third embodiment.

【図4】第3の実施形態に係る推定装置を用いた制御装
置のフローチャートである。
FIG. 4 is a flowchart of a control device using the estimation device according to the third embodiment.

【図5】従来の周期外乱推定オブザーバにおいて、周期
外乱推定オブザーバの極を0.1ωの重根で与えたとき
の外乱に対する推定値のゲイン線図である。
FIG. 5 is a gain diagram of an estimated value for a disturbance when a pole of the periodic disturbance estimation observer is given by a multiple root of 0.1ω in the conventional periodic disturbance estimation observer.

【図6】従来の周期外乱推定オブザーバにおいて、周期
外乱推定オブザーバの極を10ωの重根で与えたときの
ゲイン線図である。
FIG. 6 is a gain diagram when a pole of the periodic disturbance estimation observer is given by a multiple root of 10Ω in the conventional periodic disturbance estimation observer.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 駆動装置 2 アクチュエータ部 3 被駆動体部 4 減速機 11 制御装置 12 ロボット(駆動装置) 16 周期外乱推定オブザーバ(推定装置) 1 drive 2 Actuator part 3 Driven body part 4 reducer 11 Control device 12 Robot (driving device) 16 Periodic disturbance estimation observer (estimator)

フロントページの続き Fターム(参考) 3C007 AS11 KS21 KS22 KV01 LT13 LV23 LW05 MT05 5H004 GA07 GB16 HA07 HB07 JB22 KB02 KB04 KB06 LA13 MA14 MA15 5H303 AA10 BB03 BB07 CC01 DD01 EE03 EE07 FF03 JJ02 KK02 KK03 KK04 KK11 MM05 Continued front page    F-term (reference) 3C007 AS11 KS21 KS22 KV01 LT13                       LV23 LW05 MT05                 5H004 GA07 GB16 HA07 HB07 JB22                       KB02 KB04 KB06 LA13 MA14                       MA15                 5H303 AA10 BB03 BB07 CC01 DD01                       EE03 EE07 FF03 JJ02 KK02                       KK03 KK04 KK11 MM05

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 制御対象に係る外乱を推定して、フィー
ドバック制御を行う推定装置を用いた制御装置であっ
て、 前記制御対象は、周波数ωで変動する外乱を受ける駆動
装置であって、 前記推定装置は、外乱動特性として、外乱変動周波数ω
で振動する振動特性を与え、該外乱動特性に基づいて外
乱を推定し、 前記推定装置の外乱推定特性として、外乱変動周波数ω
を通過させるバンドパス特性を含める、ことを特徴とす
る推定装置を用いた制御装置。
1. A control device using an estimation device that estimates a disturbance related to a controlled object and performs feedback control, wherein the controlled object is a drive device that receives a disturbance that fluctuates at a frequency ω, The estimation device uses the disturbance fluctuation frequency ω as the disturbance characteristic.
A disturbance fluctuation frequency ω as a disturbance estimation characteristic of the estimation device.
A control device using an estimation device, characterized in that it includes a band-pass characteristic for passing the.
【請求項2】 前記バンドパス特性は、 前記外乱と前記外乱を推定した推定値とのゲインを±1
0db以内とする外乱変動周波数ωを中心とした周波数
帯があり、 該周波数帯以外の周波数での該ゲインはマイナスであ
り、 該周波数帯は、外乱とは別に、制御に伴い励起される制
御対象の機構部固有振動の周波数を含まない、ことを特
徴とする請求項1に記載の推定装置を用いた制御装置。
2. The bandpass characteristic has a gain of ± 1 between the disturbance and an estimated value of the disturbance.
There is a frequency band centered on the disturbance fluctuation frequency ω of 0 db or less, and the gain at frequencies other than the frequency band is negative, and the frequency band is a control target that is excited in accordance with the control separately from the disturbance. The control device using the estimation device according to claim 1, wherein the control device does not include the frequency of the natural vibration of the mechanism section.
【請求項3】 制御対象に係る外乱を推定して、フィー
ドバック制御を行う推定装置を用いた制御装置であっ
て、 前記制御対象は、周波数ωで変動する外乱を受ける駆動
装置であって、 前記推定装置は、外乱動特性として、外乱変動周波数ω
で振動する振動特性を与え、該外乱動特性に基づいて外
乱を推定し、 前記推定装置の外乱推定特性として、外乱変動周波数ω
を通過させる減衰振動特性を含める、ことを特徴とする
推定装置を用いた制御装置。
3. A control device using an estimation device that estimates a disturbance related to a controlled object and performs feedback control, wherein the controlled object is a driving device that receives a disturbance that fluctuates at a frequency ω, The estimation device uses the disturbance fluctuation frequency ω as the disturbance characteristic.
A disturbance fluctuation frequency ω as a disturbance estimation characteristic of the estimation device.
A control device using an estimation device, characterized in that it includes a damped vibration characteristic for passing through.
【請求項4】 前記減衰振動特性は、前記外乱と前記外
乱を推定した推定値とのゲインを±10db以内とする
外乱変動周波数ωを中心とした逆ノッチ型の周波数帯が
あり、該周波数帯以外の周波数での該ゲインはマイナス
であり、該周波数帯は、外乱とは別に、制御に伴い励起
される制御対象の機構部固有振動の周波数を含まない、
ことを特徴とする請求項3に記載の推定装置を用いた制
御装置。
4. The damping vibration characteristic has an inverse notch type frequency band centered on a disturbance fluctuation frequency ω within which the gain of the disturbance and an estimated value of the disturbance is within ± 10 db. The gain at frequencies other than is negative, and the frequency band does not include the frequency of the mechanism-specific natural vibration of the control target that is excited along with the control, in addition to the disturbance.
A control device using the estimation device according to claim 3.
【請求項5】 前記推定装置は、周波数n×ωで振動す
る外乱を推定することを特徴とする請求項1乃至4のい
ずれかに記載の推定装置を用いた制御装置。
5. The control device using the estimation device according to claim 1, wherein the estimation device estimates a disturbance vibrating at a frequency of n × ω.
【請求項6】 前記駆動装置は、減速機を介してアクチ
ュエータの駆動力が被駆動体に伝達され、該減速機がバ
ネ要素として作用する駆動装置であり、 前記推定装置は、アクチュエータとアクチュエータに付
随した慣性部分と、被駆動体と被駆動体に付随した慣性
部分とで構成される2慣性系モデルを制御対象の動特性
モデルとして推定に用いることを特徴とする請求項1乃
至5のいずれかに記載の推定装置を用いた制御装置。
6. The driving device is a driving device in which a driving force of an actuator is transmitted to a driven body through a speed reducer, and the speed reducer acts as a spring element, and the estimating device includes an actuator and an actuator. 6. A two-inertia system model composed of an associated inertial part and a driven body and an inertial part associated with the driven body is used for estimation as a dynamic characteristic model of a controlled object. A control device using the estimation device according to claim 1.
【請求項7】 前記駆動装置は、溶接ロボットであり、 前記外乱は、溶接ロボットのウィービング動作に伴う外
乱であり、 前記推定装置は、ウィービング周波数を外乱変動周波数
ωとして与えることを特徴とする請求項1乃至6のいず
れかに記載の推定装置を用いた制御装置。
7. The driving device is a welding robot, the disturbance is a disturbance associated with a weaving operation of the welding robot, and the estimation device gives a weaving frequency as a disturbance fluctuation frequency ω. A control device using the estimation device according to any one of items 1 to 6.
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