JP2004240516A - 可変制御方法および可変制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１の発明は、位置偏差値ΔＰの最大値を抑制して高精度位置決め特性を実現し、また第２の発明は、ワインドアップを防止する装置および方法を提供する。
【解決手段】第１の発明は、位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号を判別して微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切り替えて、過渡現象抑制特性に優れたダンピング性重視の制御モードにして位置偏差値ΔＰの最大値を抑制すること、また、第２の発明は、制御入力量Ｕｃが飽和状態になったときに、外乱推定量ｗ（＾）の外乱推定量帰還利得Ｌ０を初期設計された利得よりも小にするアンチワインドアップ制御モードに切り替えることによって、制御入力量Ｕｃが飽和してワインドアップになることを防止して、ロバスト性を犠牲にすることなく、高精度位置決め機能を実現する可変制御方法および装置である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、外乱オブザーバを用いて制御対象の可変制御を行い、外乱抑圧特性、指令位置追従特性などを向上させる可変制御方法および可変制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
位置決め装置などの制御対象において、例えば、ステップ状の関数ｄｗ（＾）／ｄｔ＝０にモデル化される外乱量ｗを推定できる外乱オブザーバを用いて推定した外乱を帰還させることによって、外乱による影響を低減させ、制御特性を向上させる方法が行われている。
【０００３】
例えば、高速な位置移動および高精度な位置決めが要求される半導体製造装置（ステッパー、ボンダーなど）の位置決めテーブル、プリント基板製作に用いられるチィップインサータ（以下、高速・高精度サーボ制御装置という）などに適用される。
［従来技術１］
［図２の説明］
図２は、特開平３−１７７０３［特許文献１と同じ］に記載された制御状態に応じて外乱推定量ｗ（＾）のフィードバック（以下、帰還という）ゲインを変化させる「速度依存型外乱推定オブザーバ制御装置」のブロック図である。
【０００４】
この発明では、モータの速度ｖに応じて、ゲイン調整手段４によって外乱推定オブザーバの帰還ゲインを変化させて、低速度領域のみ外乱オブザーバを有効にして高いロバスト性を実現し、速度が高くなるに従って帰還ゲイン３を小さくしていき、速度が高い状態では外乱オブザーバを無効にして、過渡応答特性を向上させている。可変制御の方法は、モータの速度ｖの大きさを観測し、それに応じて推定外乱帰還ゲインを変化させている。
［従来技術２］
［図３の説明］
図３は本出願人が先に出願して公開された特開平２００１−１４７７０２［特許文献２と同じ］に記載したように、高次数外乱オブザーバが推定できる外乱微分量の帰還を制御状態に応じて変化させるサーボ制御のブロック図である。
【０００５】
本発明では、外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔを高次数外乱オブザーバ４５で推定し、外乱微分量の大きさに応じて帰還ゲイン乗算器４７のゲインを変化させ、高次数外乱オブザーバのロバスト性を確保したまま、過渡応答特性を向上させている。
【０００６】
図３の可変制御方法は、外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔを観測し、それに応じて外乱微分量帰還ゲインを変化させている。
【０００７】
このような制御状態に応じて制御パラメータを変化させる可変制御は実施容易であるので、通常はソフトウエアによるディジタル制御回路によって実施している。
【０００８】
本出願において外乱とは、外部からの機械的応力の他に、温度、経年変化などによって電気素子の特性変化、装置の設置状態が傾いて発生する重力外乱、周辺からの振動、ワークの種類による形状、重量変化、モデル化していない摩擦、撓みなどの非線形要素、機械体の高次モードなど、設計時に使用した制御モデルＰｎに反映されていない要素をいう。
【０００９】
【特許文献１】
特開平３−１７７０３（第１図）
【００１０】
【特許文献２】
特開平２００１−１４７７０２（図７）
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
外乱オブザーバを用いた方式は、低周波領域の外乱、制御パラメータ変動に対して性能改善は著しいが、過大な積分器ゲインにより過渡現象抑制特性を低下させてしまう問題が知られている。また、この外乱オブザーバを用いた方式は、ソフトウエアによるディジタル制御で実施されるので、積分器の飽和によるワインドアップ現象を引き起こしやすい問題がある。
【００１２】
図２に示した従来技術１は、停止摩擦などを補償するためのみに限定して外乱オブザーバを使用している。すなわち、速度が低いときのみ帰還ゲインを１にして、外乱オブザーバを有効にし、速度が上昇すると帰還ゲインを１よりも小さくし、最終的には帰還ゲインをゼロにして外乱オブザーバを無効にし、過渡現象抑制特性を改善している。
【００１３】
しかし、この方式では、摩擦などの補償のみにしか外乱オブザーバを使用していなく、制御パラメータ変動も補償できる外乱オブザーバの特性を生かしていない。例えば、慣性変動など全周波数領域で影響を与える制御パラメータ変動、速度などがある一定限度を超えた外乱に対しては全く効果がない。
【００１４】
また、モータの速度に応じて最適なゲインを得るために、実機における調整作業が必要であるなど問題がある。
【００１５】
従来技術２は、高次数外乱オブザーバ３０１を用いて、外乱微分量の帰還を制御状態に応じて変化させることによって、外乱オブザーバの高いロバスト性を保ったまま、過渡現象抑制特性の低下の問題を改善している。
【００１６】
しかし、従来技術２は、過渡現象抑制特性は向上するが、偏差の最大値が多少大きくなること、外乱微分量の大きさを基に予め定めた一定のしきい値によって制御回路を変化させているために、実際の制御において、しきい値の調整が必須であるために問題がある。
【００１７】
この発明の目的は、第１に、速度、外乱微分量などとは異なり大きさを定義しないで、後述する図１に示す位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号（＋または−のいずれか一方の値以外はとり得ない観測量）のみで判別し、微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させて、複雑な調整作業なしで、外乱抑圧特性を悪化させることなく過渡現象抑制特性を改善できる可変制御方法および可変制御装置を提供することである。
【００１８】
この発明の目的は、第２に、第１の発明に加えて、図１に示す位置速度帰還ゲイン切替制御入力量Ｕｃが飽和状態になったときに、外乱推定量帰還ゲインＬ０を初期設計されたゲインよりも小にすることによって、特別な付加回路なしでワインドアップ現象を防止する可変制御方法および可変制御装置を提供することである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
実施態様１は、第１の発明の方法の実施態様であって、
位置指令値Ｐｃｍｄと速度指令値Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御方法において、
上記位置指令値Ｐｃｍｄと上記速度指令値Ｖｃｍｄと上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる上記制御対象１００の制御位置から制御位置応答値Ｐを算出し、
上記位置指令値Ｐｃｍｄから上記制御位置応答値Ｐを減算した位置偏差値ΔＰと上記速度指令値Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定値Ｖ（＾）を減算した速度偏差値ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差値ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御方法である。
【００２０】
実施態様２は、実施態様１の構成を具体化した第１の発明の方法の実施態様であって、
位置指令値Ｐｃｍｄと速度指令値Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御方法において、
上記位置指令値Ｐｃｍｄと上記速度指令値Ｖｃｍｄと上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる上記制御対象１００の制御位置から制御位置応答値Ｐを算出し、
上記位置指令値Ｐｃｍｄから上記制御位置応答値Ｐを減算した位置偏差値ΔＰと上記速度指令値Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定値Ｖ（＾）を減算した速度偏差値ΔＶとから位置・速度偏差値符号判別値Ｓｃを算出し、
上記位置・速度偏差値符号判別値Ｓｃに従って上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替える推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を算出し、
上記位置偏差値ΔＰと上記速度偏差値ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差値ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御方法である。
【００２１】
実施態様３は、実施態様２の構成を具体化した第１の発明の方法の実施態様であって、
位置指令値Ｐｃｍｄと速度指令値Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御方法において、
上記位置指令値Ｐｃｍｄと上記速度指令値Ｖｃｍｄと上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる上記制御対象１００の制御位置から制御位置応答値Ｐを算出する制御位置応答値算出過程ＳＴ１００と、
上記位置指令値Ｐｃｍｄから上記制御位置応答値Ｐを減算した位置偏差値ΔＰを出力する位置指令・応答値減算過程ＳＴ１０５と、
上記速度指令値Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定値Ｖ（＾）を減算した速度偏差値ΔＶを算出する速度指令・応答値減算過程ＳＴ４１５と、
上記位置偏差値ΔＰと上記速度偏差値ΔＶとから位置・速度偏差値符号判別値Ｓｃを算出する位置・速度偏差値符号判別過程ＳＴ４０４と、
上記位置・速度偏差値符号判別値Ｓｃに従って上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１に上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔを乗算してダンピング補償値Ｕｄ（βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ）を算出する推定外乱微分量ゲイン乗算過程ＳＴ４１１と、
上記位置偏差値ΔＰに位置帰還ゲインＫＰを乗算した位置偏差制御量Ｕｐと上記速度偏差値ΔＶに速度帰還ゲインＫＶを乗算した速度偏差制御量Ｕｖと上記ダンピング補償値Ｕｄとを加減算して位置速度帰還ゲイン切替制御入力量Ｕｃを算出する制御入力加減算過程ＳＴ４０６と、
上記位置速度帰還ゲイン切替制御入力量Ｕｃと上記制御位置応答値Ｐとから上記外乱オブザーバ４０１が上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔと上記推定速度値Ｖ（＾）とを算出する外乱推定過程ＳＴ４０１とから成り、
上記位置偏差値ΔＰと上記速度偏差値ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差値ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御方法である。
【００２２】
実施態様４は、図１の高精度位置決め機能を実現するブロック図のうちの第１の発明の装置の実施態様であって、
位置指令信号Ｐｃｍｄと速度指令信号Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御装置において、
上記位置指令信号Ｐｃｍｄと上記速度指令信号Ｖｃｍｄと上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号Ｐを出力する制御対象１００と、
上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記制御位置応答信号Ｐを減算した位置偏差信号ΔＰと上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定信号Ｖ（＾）を減算した上記速度偏差信号ΔＶとを入力して位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃを出力する位置・速度偏差値符号判別回路４０４と、
上記位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃに従って上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１を出力する推定外乱微分量ゲイン切替回路４１１Ａとから成り、
上記位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差信号ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御装置である。
【００２３】
実施態様５は、実施態様４の構成を具体化した図１の高精度位置決め機能を実現するブロック図のうちの第１の発明の装置の実施態様であって、
位置指令信号Ｐｃｍｄと速度指令信号Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御装置において、
上記位置指令信号Ｐｃｍｄと上記速度指令信号Ｖｃｍｄと上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号Ｐを出力する制御対象１００と、
上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記制御位置応答信号Ｐを減算した位置偏差信号ΔＰを出力する位置指令・応答値減算回路１０５と、
上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定信号Ｖ（＾）を減算した速度偏差信号ΔＶを出力する速度指令・応答値減算回路４１５と、
上記位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとを入力して位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃを出力する位置・速度偏差値符号判別回路４０４と、
上記位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃに従って上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替えて推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１を出力する推定外乱微分量ゲイン切替回路４１１Ａと、
上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔと上記推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１とを入力してダンピング補償信号Ｕｄ（βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ）を出力する推定外乱微分量ゲイン乗算回路４１１と、
上記位置偏差信号ΔＰに位置帰還ゲインＫＰを乗算した位置偏差制御信号Ｕｐと上記速度偏差信号ΔＶに速度帰還ゲインＫＶを乗算した速度偏差制御信号Ｕｖと上記ダンピング補償信号Ｕｄとを入力し加減算して位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号Ｕｃを出力する制御入力加減算回路４０６と、
上記位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号Ｕｃと上記制御位置応答信号Ｐとから上記外乱微分信号ｄｗ（＾）／ｄｔと上記推定速度信号Ｖ（＾）とを出力する外乱オブザーバ４０１とから成り、
上記位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差信号ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御装置である。
【００２４】
実施態様６は、第２の発明の方法の実施態様であって、
位置指令値Ｐｃｍｄと速度指令値Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱推定量ｗ（＾）および外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御方法において、
上記位置指令値Ｐｃｍｄと上記速度指令値Ｖｃｍｄと上記外乱推定量ｗ（＾）および上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる上記制御対象１００の制御位置から制御位置応答値Ｐを算出し、
上記位置指令値Ｐｃｍｄから上記制御位置応答値Ｐを減算した位置偏差値ΔＰと上記速度指令値Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定値Ｖ（＾）を減算した速度偏差値ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差値ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、
上記位置偏差値ΔＰに位置帰還ゲインＫＰを乗算した位置偏差制御量Ｕｐと上記速度偏差値ΔＶに速度帰還ゲインＫＶを乗算した速度偏差制御量Ｕｖと上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔに対応したダンピング補償値Ｕｄと上記外乱推定量ｗ（＾）に対応した外乱補償値Ｕｗとから位置速度帰還ゲイン切替制御入力量Ｕｃを算出し、
上記位置速度帰還ゲイン切替制御入力量Ｕｃから制御入力量飽和判定値Ｓｕを算出し、
上記制御入力量飽和判定値Ｓｕに従って上記外乱推定量帰還ゲインＬ０を切替える外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を算出して、
上記制御入力量飽和判定値Ｓｕが飽和判定したときに上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１よりも小さい値にし、上記制御入力量飽和判定値Ｓｕが飽和判定していないときに上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１にして、上記位置偏差値ΔＰおよび上記速度偏差値ΔＶが大きいときのワインドアップを防止する可変制御方法である。
【００２５】
実施態様７は、実施態様６の構成を具体化した第２の発明の方法の実施態様であって、
位置指令値Ｐｃｍｄと速度指令値Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱推定量ｗ（＾）および外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御方法において、
上記位置指令値Ｐｃｍｄと上記速度指令値Ｖｃｍｄと上記外乱推定量ｗ（＾）および上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる上記制御対象１００の制御位置から制御位置応答値Ｐを算出する制御位置応答値算出過程ＳＴ１００と、
上記位置指令値Ｐｃｍｄから上記制御位置応答値Ｐを減算した位置偏差値ΔＰと上記速度指令値Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定値Ｖ（＾）を減算した速度偏差値ΔＶとから位置・速度偏差値符号判別値Ｓｃを算出する位置・速度偏差値符号判別過程ＳＴ４０４と、
上記位置・速度偏差値符号判別値Ｓｃに従って上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１に上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔを乗算してダンピング補償値Ｕｄ（βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ）を算出する推定外乱微分量ゲイン乗算過程ＳＴ４１１と、
上記位置偏差値ΔＰに位置帰還ゲインＫＰを乗算した位置偏差制御量Ｕｐと上記速度偏差値ΔＶに速度帰還ゲインＫＶを乗算した速度偏差制御量Ｕｖと上記ダンピング補償値Ｕｄと上記外乱推定量ｗ（＾）に対応した外乱補償値Ｕｗとから算出した位置速度帰還ゲイン切替制御入力量Ｕｃから制御入力量飽和判定値Ｓｕを算出する制御入力量飽和判定過程ＳＴ４１４と、
上記制御入力量飽和判定値Ｓｕに従って上記外乱推定量帰還ゲインＬ０を切替える外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を乗算して外乱補償値Ｕｗ（αＬ０・ｗ（＾））を算出する推定外乱量ゲイン乗算過程ＳＴ４１２とから成り、
上記位置偏差値ΔＰと上記速度偏差値ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差値ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、
上記制御入力量飽和判定値Ｓｕが飽和判定したときに上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１よりも小さい値にし、上記制御入力量飽和判定値Ｓｕが飽和判定していないときに上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１にして、上記位置偏差値ΔＰおよび上記速度偏差値ΔＶが大きいときのワインドアップを防止する可変制御方法である。
【００２６】
実施態様８は、実施態様７の構成を具体化した図１の高精度位置決め機能を実現するブロック図に示す第２の発明の方法の実施態様であって、
位置指令値Ｐｃｍｄと速度指令値Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱推定量ｗ（＾）および外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御方法において、
上記位置指令値Ｐｃｍｄと上記速度指令値Ｖｃｍｄと上記外乱推定量ｗ（＾）および上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる上記制御対象１００の制御位置から制御位置応答値Ｐを算出する制御位置応答値算出過程ＳＴ１００と、
上記位置指令値Ｐｃｍｄから上記制御位置応答値Ｐを減算した位置偏差値ΔＰを算出する位置指令・応答値減算過程ＳＴ１０５と、
上記速度指令値Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定値Ｖ（＾）を減算した速度偏差値ΔＶを算出する速度指令・応答値減算過程ＳＴ４１５と、
上記位置偏差値ΔＰに位置帰還ゲインＫＰを乗算した位置偏差制御量Ｕｐを算出する位置帰還過程ＳＴ１０６と、
上記速度偏差値ΔＶに速度帰還ゲインＫＶを乗算した速度偏差制御量Ｕｖを算出する速度帰還過程ＳＴ４１６と、
上記位置偏差値ΔＰと上記速度偏差値ΔＶとから位置・速度偏差値符号判別値Ｓｃを算出する位置・速度偏差値符号判別過程ＳＴ４０４と、
上記位置・速度偏差値符号判別値Ｓｃに従って上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替える推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を算出する推定外乱微分量ゲイン切替過程ＳＴ４１１Ａと、
上記外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔに上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を乗算してダンピング補償値Ｕｄ（βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ）を算出する推定外乱微分量ゲイン乗算過程ＳＴ４１１と、
上記位置偏差制御量Ｕｐと上記速度偏差制御量Ｕｖと上記ダンピング補償値Ｕｄと上記外乱推定量ｗ（＾）に対応した外乱補償値Ｕｗとから算出した位置速度帰還ゲイン切替制御入力量Ｕｃから制御入力量飽和判定値Ｓｕを算出する制御入力量飽和判定過程ＳＴ４１４と、
上記制御入力量飽和判定値Ｓｕに従って上記外乱推定量帰還ゲインＬ０を切替える外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を算出する推定外乱量ゲイン切替過程ＳＴ４１２Ａと、
上記外乱推定量ｗ（＾）に上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を乗算して上記外乱補償値Ｕｗ（αＬ０・ｗ（＾））を算出する推定外乱量ゲイン乗算過程ＳＴ４１２と、
上記位置偏差制御量Ｕｐと上記速度偏差制御量Ｕｖと上記外乱補償値Ｕｗと上記ダンピング補償値Ｕｄと上記外乱補償値Ｕｗとを加減算して上記位置速度帰還ゲイン切替制御入力量Ｕｃを算出する制御入力加減算過程ＳＴ４０６とから成り、
上記位置偏差値ΔＰと上記速度偏差値ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差値ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、
上記制御入力量飽和判定値Ｓｕが飽和判定したときに上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１よりも小さい値にし、上記制御入力量飽和判定値Ｓｕが飽和判定していないときに上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１にして、上記位置偏差値ΔＰおよび上記速度偏差値ΔＶが大きいときのワインドアップを防止する可変制御方法である。
【００２７】
実施態様９は、図１の高精度位置決め機能を実現するブロック図の第２の発明の装置の実施態様であって、
位置指令信号Ｐｃｍｄと速度指令信号Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱推定量信号ｗ（＾）および外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御装置において、
上記位置指令信号Ｐｃｍｄと上記速度指令信号Ｖｃｍｄと上記外乱推定量信号ｗ（＾）および上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号Ｐを出力する制御対象１００と、
上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記制御位置応答信号Ｐを減算した位置偏差信号ΔＰと上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定信号Ｖ（＾）を減算した速度偏差信号ΔＶとを入力して位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃを出力する位置・速度偏差値符号判別回路４０４と、
上記位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃに従って上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１と上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとを入力して上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔに上記推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１を乗算したダンピング補償信号Ｕｄ（βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ）を出力する推定外乱微分量ゲイン乗算回路４１１と、上記位置偏差値ΔＰに位置帰還ゲインＫＰを乗算した位置偏差制御量Ｕｐと上記速度偏差値ΔＶに速度帰還ゲインＫＶを乗算した速度偏差制御量Ｕｖと上記ダンピング補償値Ｕｄと上記外乱推定量ｗ（＾）に対応した外乱補償値Ｕｗとを入力し加減算した位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号Ｕｃによって制御入力量飽和判定信号Ｓｕを出力する制御入力量飽和回路４１４と、
上記制御入力量飽和判定信号Ｓｕに従って上記外乱推定量帰還ゲインＬ０を切替えた外乱推定量切替帰還ゲイン信号αＬ０と上記外乱推定量信号ｗ（＾）とを入力して上記外乱推定量信号ｗ（＾）に上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を乗算して外乱補償信号Ｕｗ（αＬ０・ｗ（＾））を出力する推定外乱量ゲイン乗算回路４１２とから成り、
上記位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差信号ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、
上記制御入力量飽和判定信号Ｓｕが飽和判定したときに上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１よりも小さい値にし、上記制御入力量飽和判定信号Ｓｕが飽和判定していないときに上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１にして、上記位置偏差値ΔＰおよび上記速度偏差値ΔＶが大きいときのワインドアップを防止する可変制御装置である。
【００２８】
実施態様１０は、実施態様９の構成を具体化した図１の高精度位置決め機能を実現するブロック図に示す第２の発明の装置の実施態様であって、
位置指令信号Ｐｃｍｄと速度指令信号Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱推定量信号ｗ（＾）および外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御装置において、
上記位置指令信号Ｐｃｍｄと上記速度指令信号Ｖｃｍｄと上記外乱推定量信号ｗ（＾）および上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号Ｐを出力する制御対象１００と、
上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記制御位置応答信号Ｐを減算した位置偏差信号ΔＰを出力する位置指令・応答値減算回路１０５と、
上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定信号Ｖ（＾）を減算した速度偏差信号ΔＶを出力する速度指令・応答値減算回路４１５と、
上記位置偏差信号ΔＰに位置帰還ゲインＫＰを乗算した位置偏差制御信号Ｕｐを算出する位置帰還回路１０６と、
上記速度偏差信号ΔＶに速度帰還ゲインＫＶを乗算した速度偏差制御信号Ｕｖを算出する速度帰還回路４１６と、
上記位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとを入力して位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃを出力する位置・速度偏差値符号判別回路４０４と、
上記位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃに従って上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１を出力する推定外乱微分量ゲイン切替回路４１１Ａと、
上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔと上記推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１とを入力してダンピング補償信号Ｕｄ（βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ）を出力する推定外乱微分量ゲイン乗算回路４１１と、
上記位置偏差制御信号Ｕｐと上記速度偏差制御信号Ｕｖと上記外乱補償信号Ｕｗと上記外乱推定量信号ｗ（＾）に対応した外乱補償信号Ｕｗとを入力し加減算して位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号Ｕｃを出力する制御入力加減算回路４０６と、
上記位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号Ｕｃを入力して制御入力量飽和判定信号Ｓｕを出力する制御入力量飽和回路４１４と、
上記制御入力量飽和判定信号Ｓｕに従って上記外乱推定量帰還ゲインＬ０を切替えた外乱推定量切替帰還ゲイン信号αＬ０を出力する推定外乱量ゲイン切替回路４１２Ａと、
上記外乱推定量信号ｗ（＾）と上記外乱推定量切替帰還ゲイン信号αＬ０とを入力して上記外乱推定量信号ｗ（＾）に上記外乱推定量切替帰還ゲイン信号αＬ０を乗算した上記外乱補償信号Ｕｗ（αＬ０・ｗ（＾））を出力する推定外乱量ゲイン乗算回路４１２とから成り、
上記位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差信号ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、
上記制御入力量飽和判定信号Ｓｕが飽和判定したときに、上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１よりも小さい値にし、上記制御入力量飽和判定信号Ｓｕが飽和判定していないときに、上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１にして、上記位置偏差信号ΔＰおよび上記速度偏差信号ΔＶが大きいときのワインドアップを防止する可変制御装置である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図１は、「第１の発明の位置偏差値ΔＰの最大値を抑制する機能および第２の発明の第１の発明の機能に加えてワインドアップを防止する機能を備えて、ロバスト性を犠牲にすることなく、高精度位置決め機能を実現するブロック図」を具体化した高精度制御特性ブロック図である。
【００３０】
本出願発明の第１の発明の実施の形態は、図１のブロック図に示すように、
実施態様５は、実施態様４の構成を具体化した図１の高精度位置決め機能を実現するブロック図のうちの第１の発明の装置の実施態様であって、
位置指令信号Ｐｃｍｄと速度指令信号Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱推定量信号ｗ（＾）および外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御装置において、
上記位置指令信号Ｐｃｍｄと上記速度指令信号Ｖｃｍｄと上記外乱推定量信号ｗ（＾）および上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号Ｐを出力する制御対象１００と、
上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記制御位置応答信号Ｐを減算した位置偏差信号ΔＰを出力する位置指令・応答値減算回路１０５と、
上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定信号Ｖ（＾）を減算した速度偏差信号ΔＶを出力する速度指令・応答値減算回路４１５と、
上記位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとを入力して位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃを出力する位置・速度偏差値符号判別回路４０４と、
上記位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃに従って上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替えて推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１を出力する推定外乱微分量ゲイン切替回路４１１Ａと、
上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔと上記推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１とを入力してダンピング補償信号Ｕｄ（βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ）を出力する推定外乱微分量ゲイン乗算回路４１１と、
上記位置偏差信号ΔＰに位置帰還ゲインＫＰを乗算した位置偏差制御信号Ｕｐと上記速度偏差信号ΔＶに速度帰還ゲインＫＶを乗算した速度偏差制御信号Ｕｖと上記ダンピング補償信号Ｕｄとを入力し加減算して位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号Ｕｃを出力する制御入力加減算回路４０６と、
上記位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号Ｕｃと上記制御位置応答信号Ｐとから上記外乱推定信号ｗ（＾）と上記外乱微分信号ｄｗ（＾）／ｄｔと上記推定速度信号Ｖ（＾）とを出力する外乱オブザーバ４０１とから成り、
上記位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差信号ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御装置である。
【００３１】
本出願発明の第２の発明の実施の形態は、図１のブロック図に示すように、
位置指令信号Ｐｃｍｄと速度指令信号Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱推定量信号ｗ（＾）および外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する可変制御装置において、
上記位置指令信号Ｐｃｍｄと上記速度指令信号Ｖｃｍｄと上記外乱推定量信号ｗ（＾）および上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号Ｐを出力する制御対象１００と、
上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記制御位置応答信号Ｐを減算した位置偏差信号ΔＰを出力する位置指令・応答値減算回路１０５と、
上記速度指令信号Ｖｃｍｄから上記外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定信号Ｖ（＾）を減算した速度偏差信号ΔＶを出力する速度指令・応答値減算回路４１５と、
上記位置偏差信号ΔＰに位置帰還ゲインＫＰを乗算した位置偏差制御信号Ｕｐを算出する位置帰還回路１０６と、
上記速度偏差信号ΔＶに速度帰還ゲインＫＶを乗算した速度偏差制御信号Ｕｖを算出する速度帰還回路４１６と、
上記位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとを入力して位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃを出力する位置・速度偏差値符号判別回路４０４と、
上記位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃに従って上記推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１を出力する推定外乱微分量ゲイン切替回路４１１Ａと、
上記外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔと上記推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１とを入力してダンピング補償信号Ｕｄ（βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ）を出力する推定外乱微分量ゲイン乗算回路４１１と、
上記位置偏差制御信号Ｕｐと上記速度偏差制御信号Ｕｖと上記外乱補償信号Ｕｗと上記外乱推定量信号ｗ（＾）に対応した外乱補償信号Ｕｗとを入力し加減算して位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号Ｕｃを出力する制御入力加減算回路４０６と、
上記位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号Ｕｃを入力して制御入力量飽和判定信号Ｓｕを出力する制御入力量飽和回路４１４と、
上記制御入力量飽和判定信号Ｓｕに従って上記外乱推定量帰還ゲインＬ０を切替えた外乱推定量切替帰還ゲイン信号αＬ０を出力する推定外乱量ゲイン切替回路４１２Ａと、
上記外乱推定量信号ｗ（＾）と上記外乱推定量切替帰還ゲイン信号αＬ０とを入力して上記外乱推定量信号ｗ（＾）に上記外乱推定量切替帰還ゲイン信号αＬ０を乗算した上記外乱補償信号Ｕｗ（αＬ０・ｗ（＾））を出力する推定外乱量ゲイン乗算回路４１２とから成り、
上記位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとが同符号のときに、上記推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、上記位置偏差信号ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、
上記制御入力量飽和判定信号Ｓｕが飽和判定したときに、上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１よりも小さい値にし、上記制御入力量飽和判定信号Ｓｕが飽和判定していないときに、上記外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１にして、上記位置偏差信号ΔＰおよび上記速度偏差信号ΔＶが大きいときのワインドアップを防止する可変制御装置である。
【００３２】
【実施例】
第１の発明の構成は、後述する図４に示すように、制御対象の速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとが形成する平面上で、速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとで描かれる軌道が存在する位置に応じて、後述する図５に示すように、位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号が同符号のときは、速度偏差値ΔＶの推定外乱微分量帰還利得Ｌ１＝０とし、速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとの符号が異符号でかつ速度偏差値ΔＶおよび位置偏差値ΔＰが予め定めた値よりも大きいときに、推定外乱微分量帰還利得Ｌ１を零よりも大にしてダンピング性重視の制御モードにして位置偏差値ΔＰの最大値を抑制する可変制御方法および可変制御装置である。
【００３３】
第２の発明の構成は、後述する図６に示すように、ロバスト・ダンピング・アンチワインドアップ制御切り替え遷移図に対応した制御を行うために、後述する図７に示すように、位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号（以下、制御入力信号という）Ｕｃが飽和状態になったときに、外乱推定量ｗ（＾）の外乱推定量帰還利得Ｌ０を初期設計された利得よりも小にすることによって、アンチワインドアップ制御モードを実現し、位置速度帰還ゲイン切替制御入力量（以下、制御入力量という）Ｕｃの飽和の影響を少なくする可変制御方法および可変制御装置である。
【００３４】
第２の発明のシステム制御系は、外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの帰還ゲインを変化させることに加えて、外乱推定量ｗ（＾）の帰還ゲインも変化させ、制御状態に応じて、ロバスト性重視の制御モードとダンピング性重視の制御モードとアンチワインドアップ制御モードとの３つの制御モードを使って、高精度位置決め機能を有する高速・高精度サーボ制御装置を実現している。
【００３５】
第１の発明では、図１に示すように、位置偏差値Δと速度偏差値ΔＶとの符号を判別する位置・速度偏差値符号判別回路４０４を備えている。
【００３６】
同図に示す制御は、位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとが同符号のときは、外乱推定量ｗ（＾）を帰還して位置指令応答・外乱抑圧特性に優れたロバスト性重視の制御モード（通常モード）とし、位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとが異符号のときは、外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの帰還ゲインＬ１をＬ１＞０として過渡現象抑制特性に優れたダンピング性重視の制御モードにしている。
る。
【００３７】
一般的な外乱オブザーバは、外乱量ｗのモデルをステップ状の関数として、外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔ＝０としてオブザーバが形成されるが、外乱モデルをｄ^（ｋ）ｗ／ｄｔ^（ｋ）＝０とし、推定外乱微分の階（以下、微分階という）ｋ＝１の外乱として形成してもよい。例えば、微分階ｋ＝１（以下、微分階１という）の場合、ランプ状の外乱としてモデル化することになる。
【００３８】
後述する図８において、外乱オブザーバ４０１は、制御対象１００の制御入力信号Ｕｃと制御位置応答信号Ｐとを入力して、制御対象の推定速度信号Ｖ（＾）、外乱推定量信号ｗ（＾）を出力する。上記ｋ＝１の外乱オブザーバを使用した場合、微分階１の外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔを出力することもできる。上記の（＾）は推定量を意味している。
［図１の説明］
図１は、第１の発明の位置偏差値ΔＰの最大値を抑制する機能および第２の発明のワインドアップを防止する機能を備えて、ロバスト性を犠牲にすることなく、高精度位置決め機能を実現するブロック図である。
【００３９】
第１の発明の可変制御装置は、位置指令信号Ｐｃｍｄと速度指令信号Ｖｃｍｄと外乱オブザーバ４０１が出力する外乱推定量信号ｗ（＾）および外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとによって制御対象１００が制御位置に応答する。
【００４０】
以下、図１を参照して第１の発明の前述した実施態様５の装置について説明する。
【００４１】
制御対象１００は、位置指令信号Ｐｃｍｄと速度指令信号Ｖｃｍｄと外乱推定量信号ｗ（＾）および外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔとに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号Ｐを出力する。
【００４２】
位置指令・応答値減算回路１０５は、速度指令信号Ｖｃｍｄから制御位置応答信号Ｐを減算した位置偏差信号ΔＰを出力する。
【００４３】
速度指令・応答値減算回路４１５は、速度指令信号Ｖｃｍｄから外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定信号Ｖ（＾）を減算した速度偏差信号ΔＶを出力する。
【００４４】
位置・速度偏差値符号判別回路４０４は、位置偏差信号ΔＰと速度偏差信号ΔＶとを入力して位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃを出力する。
【００４５】
推定外乱微分量ゲイン切替回路４１１Ａは、位置・速度偏差値符号判別信号Ｓｃに従って推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を切替えて推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１を出力する。
【００４６】
推定外乱微分量ゲイン乗算回路４１１は、外乱微分量信号ｄｗ（＾）／ｄｔと推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号βＬ１とを入力してダンピング補償信号Ｕｄ（βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ）を出力する。
【００４７】
通常の高次数外乱オブザーバの場合は、外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１であり、また微分階１ないしｋ（以下、微分階１からｋという）の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１ないしＬｋ＝０である。
【００４８】
制御入力加減算回路４０６は、位置偏差信号ΔＰに位置帰還ゲインＫＰを乗算した位置偏差制御信号Ｕｐと速度偏差信号ΔＶに速度帰還ゲインＫＶを乗算した速度偏差制御信号Ｕｖとダンピング補償信号Ｕｄとを入力し加減算して制御入力信号Ｕｃを出力する。
【００４９】
外乱オブザーバ４０１は、制御入力信号Ｕｃと制御位置応答信号Ｐとから外乱推定信号ｗ（＾）と外乱微分信号ｄｗ（＾）／ｄｔと推定速度信号Ｖ（＾）とを出力する。
【００５０】
上記の構成を備えた第１の発明の可変制御装置によって、位置偏差信号ΔＰと上記速度偏差信号ΔＶとが同符号のときに、推定外乱微分量切替帰還ゲインβＬ１を０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、位置偏差信号ΔＰの最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させることができる。
【００５１】
次に、図１を参照して第２の発明の前述した実施態様１０の装置について説明する。前述した第１の発明の前述した実施態様５の装置について説明した構成、機能などの説明は省略する。
【００５２】
制御入力加減算回路４０６は、位置偏差制御信号Ｕｐと速度偏差制御信号Ｕｖと外乱補償信号Ｕｗと外乱推定量信号ｗ（＾）に対応した外乱補償信号Ｕｗとを入力し加減算して制御入力信号Ｕｃを出力する。
【００５３】
制御入力量飽和回路４１４は、制御入力信号Ｕｃを入力して制御入力量飽和判定信号Ｓｕを出力する。
【００５４】
推定外乱量ゲイン切替回路４１２Ａは、制御入力量飽和判定信号Ｓｕに従って外乱推定量帰還ゲインＬ０を切替えた外乱推定量切替帰還ゲイン信号αＬ０を出力する。
【００５５】
推定外乱量ゲイン乗算回路４１２は、外乱推定量信号ｗ（＾）と外乱推定量切替帰還ゲイン信号αＬ０とを入力して外乱推定量信号ｗ（＾）に外乱推定量切替帰還ゲイン信号αＬ０を乗算した外乱補償信号Ｕｗ（αＬ０・ｗ（＾））を出力する。
【００５６】
上記の構成を備えた第２の発明の可変制御装置によって、前述した第１の発明の可変制御装置の機能に加えて、制御入力量飽和判定信号Ｓｕが飽和判定したときに、外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１よりも小さい値にし、制御入力量飽和判定信号Ｓｕが飽和判定していないときに、外乱推定量切替帰還ゲインαＬ０を１にして、位置偏差信号ΔＰおよび速度偏差信号ΔＶが大きいときのワインドアップを防止することができる。
【００５７】
図１に示す制御入力量飽和判定回路４１４は、制御入力量Ｕｃが制御対象１００の内部の図示していない駆動アンプなどを飽和させるか否かを判断し、その判断に応じて外乱推定量帰還ゲインＬ０を変化させる。
【００５８】
位置帰還ゲインＫＰおよび速度帰還ゲインＫＶを位置・速度偏差値符号判別回路４０４または制御入力量飽和判定回路４１４の出力に応じて変化させてもよい。すなわち、変化させることができる制御パラメータは、位置帰還ゲインＫＰ、速度帰還ゲインＫＶ、外乱推定量帰還ゲインＬ０および推定外乱微分量帰還ゲインＬ１である。
【００５９】
上記制御パラメータを変化させたときに、制御パラメータを変化後のシステム制御系の相補感度関数のピークゲインと帯域とが、外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１、微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＝０のシステム制御系に等しいかまたは小さくすることが望ましい。この論理は次のとおりである。
【００６０】
設計に使用した理想的なプラントの関数をＰｎ（ｓ）とし、制御回路の関数をＣ（ｓ）として、パラメータ変動、モデル化などの誤差が含まれる実際のプラントの関数をＰ（ｓ）とし、Ｐ（ｓ）＝（１＋Δｍ（ｓ））Ｐｎ（ｓ）で表すことができる。システム制御系の安定性は、相補感度関数をＴ（ｓ）＝Ｐｎ（ｓ）Ｃ（ｓ）／（１＋Ｐｎ（ｓ）Ｃ（ｓ））とすると、Ｔ（ｓ）Δｍ（ｓ）のＨ無限大ノルムが１よりも小さくなることによって保証される。すなわち、可変制御装置で制御回路の関数がＣ（ｓ）からＣ’（ｓ）に変化して、相補感度関数がＴ（ｓ）になったときに、Ｔ’（ｓ）のノルムがＴ（ｓ）のノルムよりも少なくとも同じか小さくなれば、システム制御系の安定性が保証される。したがって、Ｔ’（ｓ）Δｍ（ｓ）のＨ無限大ノルムが１よりも小さくなる条件で、位置帰還ゲインＫＰ、速度帰還ゲインＫＶなどの関数Ｃ’（ｓ）のパラメータを決定する。
［図４の説明］
図４は、速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとが形成する平面上で、制御対象の速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとで描かれる軌道が、平面のどの象限にあるかによって、外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させる速度偏差・位置偏差対応帰還ゲイン切替説明図である。
【００６１】
同図は、速度偏差値ΔＶ（横軸）と位置偏差値ΔＰ（縦軸）との符号が同符号か異符号かによって、外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１のときに、外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を０および正の値（Ｌ１＝０およびＬ＞０）に変化させることを示している。
【００６２】
図４は、制御位置応答値Ｐによって初期位置Ｐｓから指令目標位置Ｐｅ（０，０）までの速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとの変化経路（軌跡）を示す。
【００６３】
この図４は、後述する図５に示すように、位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号が同符号のときは、速度偏差値ΔＶの推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＝０としてロバスト性を重視し、速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとの符号が異符号のときに、推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＞０としてダンピング性重視の制御モードにしている。
【００６４】
同図に示すように制御することによって、位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号を判別して微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させて位置偏差値ΔＰの最大値を抑制して高精度位置決め機能を実現することができる。
【００６５】
後述する図６に示すロバスト・ダンピング・アンチワインドアップ制御モード切り替え遷移図の第２の発明においては、制御開始時は、外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１および微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＝０の初期位置Ｐｓから開始し、制御入力信量Ｕｃが飽和状態に達した場合、例えば、図示していない制御対象駆動用アンプへの指令値が駆動電流の上限を越えた場合、外乱推定量帰還ゲイン０＜＝Ｌ０＜１として、制御入力信量Ｕｃの飽和を回避できるアンチワインドアップ制御モードに変化し、過大な積分器ゲインによるワインドアップを防止する。外乱推定量帰還ゲインＬ０を変化させると同時に、位置帰還ゲインＫＰおよび速度帰還ゲインＫＶを変化させてもよい。
【００６６】
制御入力量Ｕｃが飽和していない状態では、位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号を判定して、同符号のときは外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１、微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＝０とし、初期設計された制御性能を実現する。異符号のときは外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１、微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＞０とし、ダンピング性重視の制御モードに切り替わる。この場合もダンピング性をより高くするように、位置帰還ゲインＫＰおよび速度帰還ゲインＫＶを変化させてもよい。
［図５の説明］
図５は、位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号が同符号のときは、外乱推定量ｗ（＾）を帰還してロバスト重視の制御モードにし、また位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号が異符号のときは、外乱推定量ｗ（＾）の帰還の他に、外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの帰還を追加してダンピング性重視の制御モードにする本願発明に係る位置・速度偏差値符号対応外乱微分量設定図である。
【００６７】
前述した図４に示すように、速度偏差値ΔＶ（横軸）と位置偏差値ΔＰ（縦軸）とが形成する平面上で、制御対象の速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとで描かれる軌道が、平面のどの象限にあるかによって、（１）外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１のときに、図５に示すように、速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとの符号が同符号のときは、推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＝０とし、（２）速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとの符号が異符号のときに、（推定外乱帰還制御）外乱オブザーバ４０１が推定できる外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの微分の階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１をゼロよりも大きくする。
［図６の説明］
図６は、第２の発明の制御の概念図であって、ロバスト性重視の制御モードとダンピング性重視の制御モードとアンチワインドアップ制御モードとに変化させるアルゴリズムを示すロバスト・ダンピング・アンチワインドアップ制御モード切り替え遷移図である。
【００６８】
この図６は、高速・高精度位置指令応答特性・外乱抑圧特性に優れたロバスト性重視の制御モードと過渡現象抑制特性に優れたダンピング性重視の制御モードと制御入力量の飽和を回避するアンチワインドアップ制御とに変化させる遷移を示している。
【００６９】
ロバスト性重視の制御（Ｎｏｒｍａｌ（通常）制御）モードは、位置指令値、外乱などが変化したときに、通常の初期設計値の帰還ゲインに変化させて高速で追従する位置指令応答・外乱抑圧特性に優れている。その反面、ロバスト性重視の制御モードは、高いゲインの積分器を備えているために、安定性の余裕が十分でなく、大きな外乱、制御対象のパラメータの変化などに対して、振動が発生しやすくなり、位置指令応答特性が損なわれる。
【００７０】
また、位置偏差ΔＰが大きいときは、外乱推定量ｗ（＾）が必要以上に大きくなり、制御入力量Ｕｃが飽和状態になってしまってワインドアップを起こし偏差が大きくなって、実システムではアクチュエータが暴走して装置が損傷することがある。
【００７１】
ダンピング性重視の制御（Ｄｕｍｐ（過渡現象抑制）制御）モードは、振動を抑制する過渡現象抑制特性に優れているが、外乱抑圧特性が低く、高速・高精度位置応答特性が得られない。また、このダンピング性重視の制御モードは、積分特性を持つためにワインドアップを防ぐことができない。
【００７２】
アンチワインドアップ制御モードは、制御入力量が飽和状態になったときに、通常の初期設計値よりも小さい帰還ゲインに変化させることによって、制御入力量の飽和を回避できるアンチワインドアップ機能を保持している。しかし、アンチワインドアップ制御は、積分特性を持たないために外乱抑圧特性が非常に低くなる。
【００７３】
同図において、制御スタートすると矢印Ｌｓｒの方向に、最初に、位置指令応答・外乱抑圧特性に優れたロバスト性重視の制御モードから開始する。このロバスト性重視の制御モードは、外乱が大きいときは、振動が発生しやすくなり、位置指令応答特性が損なわれる。ロバスト性重視の制御モードの過程で振動が発生したきは、矢印Ｌｒｄの方向にダンピング性重視の制御モードに切り替える。また、ロバスト性重視の制御モードの過程で、制御入力量Ｕｃが飽和状態になったときは、矢印Ｌｒｐの方向に制御入力量の飽和を回避するアンチワインドアップ制御モードに切り替える。
【００７４】
ダンピング性重視の制御モード過程でも飽和が発生した場合は、矢印Ｌｄｐの方向に制御入力量の飽和を回避するアンチワインドアップ制御モードに切り替える。ダンピング性重視の制御モードの過程で、振動が抑制されたときは、矢印Ｌｄｒの方向に高速で追従する高速・高精度位置指令応答・外乱抑圧特性に優れているロバスト性重視の制御モードに切り替える。
【００７５】
アンチワインドアップ制御モードの過程で、制御入力飽和が解消されたときは、振動が抑圧されている場合は、矢印Ｌｐｒの方向に高速で追従する位置指令応答・外乱抑圧特性が得られるロバスト性重視の制御モードに変化し、振動が抑圧されていない場合は、矢印Ｌｐｄの方向にダンピング性重視の制御モードに切り替える。
［図７説明］
図７は、第２の発明の図６のロバスト・ダンピング・アンチワインドアップ制御切り替え遷移図に対応した制御を行うために、外乱推定量ｗ（＾）の帰還ゲインおよび外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの帰還ゲインの両方を変化させる推定外乱・推定外乱微分量の帰還ゲイン設定図である。
【００７６】
第２の発明のシステム制御系は、外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの帰還ゲインを変化させることに加えて、外乱推定量ｗ（＾）の帰還ゲインを変化させる機能も追加し、制御状態に応じて、ロバスト性重視の制御モードとダンピング性重視の制御モードとアンチワインドアップ制御モードとの３つの制御モードに変化させることによって、高精度位置決め機能を有する。
【００７７】
従来技術２では、外乱推定量ｗ（＾）の帰還ゲインを変化させていないために、図７に示す外乱推定量ｗ（＾）の帰還ゲインが初期値よりも小さくなるモードがなく、第２の発明に係るアンチワインドアップ制御のモードが存在しない。
【００７８】
以下の説明では、従来技術２に存在するロバスト性重視の制御モードとダンピング性重視の制御モードとの２つの制御を２モード方式といい、第２の発明のロバスト性重視の制御モードとダンピング性重視の制御モードとアンチワインドアップ制御モードとの３つの制御を３モード方式という。
【００７９】
第２の発明の３モード方式の制御の特徴は、図６で説明したので省略する。なお、第２の発明に係るアンチワインドアップ制御は、制御入力量Ｕｃが飽和状態になると、外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの帰還ゲインを初期設計値よりも小の値に変化させることによって、制御入力量Ｕｃの飽和を回避して「制御入力量の飽和を回避するアンチワインドアップ」機能を維持することができるので、安定性が高く高精度が得られる。
［図８の説明］
図８は、第２の発明において、「制御開始」で制御を開始してから次の位置指令値Ｐｃｍｄが入力されるまで現在位置に待機する可変制御のステップの一部を示すロバスト・ダンピング・アンチワインドアップモード切替フローチャートである。
【００８０】
同図の制御開始ステップＳＴ１において、制御開始位置で位置偏差値ΔＰおよび速度偏差値ΔＶをゼロにした状態で、次のステップＳＴ２で待機する。
【００８１】
また、後述するアンチワインドアップ制御ステップＳＴ１０において、外乱推定量帰還ゲインＬ０＜１に変化させて、ステップＳＴ２で待機する。
【００８２】
位置指令値待機ステップＳＴ２において、位置指令値Ｐｃｍｄが入力される。制御入力量出力ステップＳＴ３において、ロバスト性重視の制御モード、ダンピング性重視の制御モードまたはアンチワインドアップ制御モードのいずれかの現在切り替えられているモードで、制御入力信号Ｕｃを出力する。
【００８３】
（現在制御モードでの）制御入力量飽和判別ステップＳＴ４において、制御入力信号Ｕｃが飽和状態であるかどうかを判別し、飽和状態であるときは後述するアンチワインドアップ制御ステップＳＴ１０に移行し、まだ飽和していないときはステップＳＴ５に移行する。
【００８４】
速度・位置偏差符号判別ステップＳＴ５において、速度偏差ΔＶの符号と位置偏差ΔＰの符号とが同符号かどうかを判別し、同符号のときは後述するロバスト性重視の制御帰還ゲイン切替ステップＳＴ８に移行し、また異符号のときはステップＳＴ６に移行する。
【００８５】
ロバスト性重視の制御帰還ゲイン切替ステップＳＴ８において、ロバスト性重視の制御モード（外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１および微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＝０）に変化させて、制御入力量出力ステップＳＴ３に戻る。以下、制御入力量出力ステップＳＴ３以後の手順を繰り返す。
【００８６】
ダンピング性重視の制御帰還ゲイン切替ステップＳＴ９において、ダンピング性重視の制御モード（外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１および微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＝１）に変化させて、制御入力量出力ステップＳＴ３に戻る。以下、制御入力量出力ステップＳＴ３以後の手順を繰り返す。
【００８７】
アンチワインドアップ制御ステップＳＴ１０において、前述した（現在制御モードでの）制御入力量飽和判別ステップＳＴ４で、制御入力信号Ｕｃが飽和状態であるときは、外乱推定量帰還ゲインＬ０を初期設計されたゲインよりも小にするように、外乱推定量帰還ゲイン（Ｌ０）をＬ０＜１に変化させる。
［図９の説明］
図９は、外乱推定量帰還ゲインＬ０および推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させて、ロバスト性重視の制御モードとダンピング性重視の制御モードとアンチワインドアップ制御モードとを切り替えたときのそれぞれの制御回路のボード線図を示す。
【００８８】
図９は、外乱推定量帰還ゲインＬ０および推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させて、ロバスト性重視の制御モードとダンピング性重視の制御モードとアンチワインドアップ制御モードとを切り替えたときのそれぞれの制御回路のボード線図である。
【００８９】
同図は、外乱推定量帰還ゲインＬ０および微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させて、位置指令応答・外乱抑圧特性に優れたロバスト性重視の制御モードと過渡現象抑制特性に優れたダンピング性重視の制御モードと制御入力量Ｕｃの飽和を回避するアンチワインドアップ制御モードとを切り替えたときの周波数・ゲイン特性図および周波数・位相特性図である。
【００９０】
同図（Ａ）は周波数（Ｈｚ）（横軸）の変化に従って制御入力量Ｕｃのゲイン（ｄＢ）（縦軸）が変化している周波数・ゲイン特性図であり、同図（Ｂ）は周波数（Ｈｚ）（横軸）の変化に従って制御入力量Ｕｃの位相（ｄｅｇ）（縦軸）が変化している周波数・位相特性図である。
【００９１】
同図（Ａ）の周波数・ゲイン特性図および同図（Ｂ）の周波数・位相特性図において、外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１で、微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＝０の太線ＲａおよびＲｂは、低周波ゲインが非常に大きいＰＩＤ制御であって、位置指令応答・外乱抑圧特性に優れたロバスト性重視の制御特性を示す。
【００９２】
また、同図（Ａ）および同図（Ｂ）において、外乱推定量帰還ゲインＬ０＝１で、微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１＞０の細線ＤａおよびＤｂは、前述した太線ＲａおよびＲｂよりも低周波ゲインが十分に低いＰＩＤ制御であって、過渡現象抑制特性に優れたダンピング性重視の制御特性を示す。
【００９３】
さらに、同図（Ａ）および同図（Ｂ）において、外乱推定量帰還ゲインＬ０＜１（微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１は任意の値）の点線ＰａおよびＰｂは、積分特性を持たないために、制御入力量の飽和を回避できるアンチワインドアップ制御特性を示す。
【００９４】
同図において、前述した図１の制御対象１００に入力する制御入力信号Ｕｃを、外乱推定量帰還ゲインＬ０、微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させるだけで、位置指令応答・外乱抑圧特性に優れたロバスト性重視の制御モードと過渡現象抑制特性に優れたダンピング性重視の制御モードと制御入力量の飽和を回避できるアンチワインドアップ制御モードとの３つの特性に切り替わる。
【００９５】
すなわち、第２の発明は、従来技術の通常の切り替え型制御装置のように、物理的に複数のコントローラ（制御対象用複数制御回路）を有することなく、外乱推定量帰還ゲインＬ０および推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させるだけで、一つの制御回路に３つの特性（モード）を機能させることができる。複数のコントローラを持たないために、演算量を少なくすることができ、切替時のコントローラの初期値を考慮する必要がない。
［図１０の説明］
図１０は、制御パラメータ変動（慣性変動）がある場合の外乱がステップ状に繰り返して変化した影響を受けて位置偏差値ΔＰが変動するパラメータ変動・ステップ外乱影響偏差変動図である。同図（Ａ）は、時間経過Ｔｉｍｅ（ｓｅｃ）（横軸）に対する位置偏差値ΔＰ（ｕｍ）（縦軸）を示し、同図（Ｂ）は、時間経過Ｔｉｍｅ（ｓｅｃ）（横軸）に対する制御モートの切り替わり状態（縦軸）を示している。
【００９６】
同図（Ｂ）に示すＮｏｒｍａｌモード［通常の初期設計のロバスト性重視の制御のＮｏｒｍａｌ（通常）制御（２次積分制御モード）］期間に、時刻０．１（ｓｅｃ）でステップ外乱が生じて、ロバスト性重視の制御のＮｏｒｍａｌ（通常）制御からダンピング性重視の制御のＤｕｍｐ制御に切り替わり、同図（Ａ）に示す位置偏差値ΔＰが発生する。
【００９７】
図１０（Ｂ）の制御パラメータ変動（慣性変動）がある場合は、前述した図１０（Ｂ）の制御パラメータ変動（慣性変動）がない場合と異なり、ステップ外乱が生じると、同図（Ａ）に示す位置偏差値ΔＰがなくなるまで、ロバスト性重視の制御のＮｏｒｍａｌ（通常）制御とダンピング性重視の制御のＤｕｍｐ制御との繰り返しが継続する。
【００９８】
同図（Ａ）に示すように、点線ｄ２（従来技術１の外乱オブザーバ）の外乱推定量ｗ（＾）の位置偏差値ΔＰが最も大である。細線ｅ２（従来技術２の高次数外乱オブザーバ）の推定外乱微分の位置偏差値ΔＰは太線ｆ１と同様に小であるが、位置偏差値ΔＰおよび振動が太線ｆ２よりも大である。太線ｆ２の第２の発明のモード切り替え型の制御回路を使用した可変制御装置の位置偏差値ΔＰおよび振動が小で優れている。
［図１１の説明］
図１１は、制御パラメータ変動があっても、本願発明の３モード方式が従来技術２の２モード方式に比べて目標位置到達応答性が優れていることを示すモード方式対比目標位置応答特性図である。
【００９９】
同図（Ａ）は時間の経過Ｔｉｍｅ［ｓｅｃ］（横軸）に対するサーボ制御装置の変化中の制御応答位置Ｐ［ｍｍ］（縦軸）を示し、同図（Ｂ）は時間の経過Ｔｉｍｅ［ｓｅｃ］（横軸）に対する制御モードを、前述した図６に示すように制御開始とともにＮｏｒｍａｌモードからアンチワインドアップ制御モードに変化し、それからダンピング性重視の制御Ｄｕｍｐモードに変化させ、さらにロバスト性重視の制御Ｎｏｒｍａｌモード（縦軸）に変化させている。
【０１００】
同図（Ｂ）に示すように、制御パラメータ変動があっても、同図（Ａ）の太線ｈに示す第２の発明のアンチワインドアップ制御モードとダンピング性重視の制御Ｄｕｍｐモードとロバスト性重視の制御Ｎｏｒｍａｌモードとからなる３モード方式の目標位置に達するまでの目標位置飽和曲線ｈが、点線ｇで示す従来技術２のロバスト性重視の制御Ｎｏｒｍａｌモードとダンピング性重視の制御Ｄｕｍｐモードとからなる２モード方式の目標位置飽和曲線ｇに比べて目標位置到達応答性が優れている。
【０１０１】
従来技術２の２モード方式は、微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１しか変化させていないシステム制御系であるために、同図（Ａ）の点線で示す目標位置飽和曲線ｇがワインドアップ現象により振動的に変動する制御位置応答値になっている。それに対して、本願発明の３モード方式では、制御入力が飽和状態に達した場合、位置指令値変化または外乱が発生していない間は通常の初期設計値よりも小さい帰還ゲインに変化させて追従して高精度の制御をするアンチワインドアップ制御モードに切り替わり、同図（Ａ）の太線で示す目標位置飽和曲線ｈが振動なしに目標位置に到達していることから、ワインドアップの影響が低減している。なお、微分階ｋ＝１の外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの帰還を備えていない従来技術１の外乱オブザーバ２０１の場合は、図示していないがワインドアップの影響で位置指令応答・外乱抑圧特性が発散し（失われて）てしまう。
【０１０２】
外乱微分量は近似微分回路で演算してもよいし、通常の外乱オブザーバよりも次数の高いモデルを使用して設計する高次数外乱オブザーバを使用して演算してもよい。高次数外乱オブザーバを使用すると外乱微分量の演算手段はオブザーバに内包されているので、外乱微分量演算回路が簡素になる。
【０１０３】
サーボ装置の位置または速度は、センサで検出してもよいし、オブザーバで算出してもよい。本発明の実施例、問題を解決するための手段、請求項などでは、記載を簡潔にするために、外乱オブザーバ４０１が推定した速度推定値Ｖ（＾）を使用したが、センサで検出してもよくその他の均等物であってもよい。
【０１０４】
位置だけをセンサで検出する場合、速度を外乱オブザーバを使用して推定することができるので、速度検出・演算回路が簡素になる。
【０１０５】
通常、軌道追従制御の場合、位置指令と速度指令とを設定するが、位置制御だけの場合は、速度指令を設定しない。すなわち、速度指令はゼロであるので、速度偏差値は、検出または演算した速度の符号を反転した値となる。
【０１０６】
本発明の実施例、問題を解決するための手段、請求項などでは、構成を明瞭にするために、ハードウエア的に、各機能を備えた回路を有機的に結合した装置またはその装置を使用する方法を記載したが、コンピュータを使用して、ソフトウエア的に、各機能を備えた回路の一部または全部を形成してもよい。この場合、各機能を備えた回路を有機的に結合したハードウエアとコンピュータのプログラムで実行するソフトウエアとは、本発明の構成上は同等である。
【０１０７】
今回開示された実施の形態および実施例は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１０８】
【発明の効果】
本発明の各装置または方法が、以下に記載する本発明の効果のすべてを同時に有している必要はなく、本発明の一つ以上の効果が公知技術に有していなければよい。
【０１０９】
第１の発明は、位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号が同符号か異符号かを判別して、推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させることによって、位置偏差値ΔＰの最大値を抑制して高精度位置決め機能を実現することができる。大きさがない符号（値を有していない正または負またはゼロの符号）をもとにパラメータを変化させているので、しきい値の調整の必要がない。
【０１１０】
第２の発明は、制御入力量Ｕｃが飽和状態になったときに、外乱推定量帰還ゲインＬ０を１よりも小さくかつゼロ以上の値にすることによって、制御入力量Ｕｃが飽和状態になったときに、外乱推定量帰還ゲインＬ０を初期設計されたゲインよりも小にして、制御入力量の飽和を回避してワインドアップを防止することができる。
【０１１１】
また、従来技術２の２モード方式は、微分階１の推定外乱微分量帰還ゲインＬ１しか変化させていないシステム制御系であるためにワインドアップ現象により振動的に変動する制御位置応答値になっているのに対して、第２の発明は、本願発明の３モード方式であるので、制御入力が飽和状態に達した場合、通常の初期設計値よりも小さい制御ゲインに変化させて、アンチワインドアップ制御モードに切り替わり、振動なしに目標位置に到達しているのでワインドアップの影響が低減している。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の発明の位置偏差値ΔＰの最大値を抑制する機能および第２の発明のワインドアップを防止する機能を備えて、ロバスト性を犠牲にすることなく、高精度位置決め機能を実現するブロック図である。
【図２】特開平３−１７７０３に記載された制御状態に応じて外乱推定量ｗ（＾）の帰還ゲイン（帰還ゲイン）を変化させる「速度依存型外乱推定オブザーバ制御装置」のブロック図である。
【図３】本出願人が先に出願して公開された特開平２００１−１４７７０２に記載したように、高次数外乱オブザーバが推定できる外乱微分量の帰還を制御状態に応じて変化させるサーボ制御のブロック図である。
【図４】速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとが形成する平面上で、制御対象の速度偏差値ΔＶと位置偏差値ΔＰとで描かれる軌道が、平面のどの象限にあるかによって、外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させる速度偏差・位置偏差対応帰還ゲイン切替説明図である。
【図５】位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号が同符号のときは、外乱推定量ｗ（＾）を帰還してロバスト重視の制御モードにし、また位置偏差値ΔＰと速度偏差値ΔＶとの符号が異符号のときは、外乱推定量ｗ（＾）の帰還の他に、外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの帰還を追加してダンピング性重視の制御モードにする本願発明に係る位置・速度偏差値符号対応外乱微分量設定図である。
【図６】第２の発明の制御の概念図であって、ロバスト性重視の制御モードとダンピング性重視の制御モードとアンチワインドアップ制御モードとに変化させるアルゴリズムを示すロバスト・ダンピング・アンチワインドアップ制御モード切り替え遷移図である。
【図７】第２の発明の図６のロバスト・ダンピング・アンチワインドアップ制御切り替え遷移図に対応した制御を行うために、外乱推定量ｗ（＾）の帰還ゲインおよび外乱微分量ｄｗ（＾）／ｄｔの帰還ゲインの両方を変化させる推定外乱・推定外乱微分量の帰還ゲイン設定図である。
【図８】第２の発明において、「制御開始」で制御を開始してから次の位置指令値Ｐｃｍｄが入力されるまで現在位置に待機する可変制御のステップの一部を示すロバスト・ダンピング・アンチワインドアップモード切替フローチャートである。
【図９】外乱推定量帰還ゲインＬ０および推定外乱微分量帰還ゲインＬ１を変化させて、ロバスト性重視の制御モードとダンピング性重視の制御モードとアンチワインドアップ制御モードとを切り替えたときのそれぞれの制御回路のボード線図である。
【図１０】制御パラメータ変動（慣性変動）がある場合の外乱がステップ状に繰り返して変化した影響を受けて位置偏差値ΔＰが変動するパラメータ変動・ステップ外乱影響偏差変動図である。同図（Ａ）は、時間経過Ｔｉｍｅ（ｓｅｃ）（横軸）に対する位置偏差値ΔＰ（ｕｍ）（縦軸）を示し、同図（Ｂ）は、時間経過Ｔｉｍｅ（ｓｅｃ）（横軸）に対する制御モートの切り替わり状態（縦軸）を示す図である。
【図１１】制御パラメータ変動があっても、本願発明の３モード方式が従来技術２の２モード方式に比べて目標位置到達応答性が優れていることを示すモード方式対比目標位置応答特性図である。
【符号の説明】
［回路］
１００ 制御対象
１０５ 位置指令・応答値減算回路
１０６ 位置帰還回路
４０１ 外乱オブザーバ
４０４ 位置・速度偏差値符号判別回路
４０６ 制御入力加減算回路
４１１ 推定外乱微分量ゲイン乗算回路
４１１Ａ 推定外乱微分量ゲイン切替回路
４１２ 推定外乱量ゲイン乗算回路
４１２Ａ 推定外乱量ゲイン切替回路
４１４ 制御入力量飽和判定回路
４１５ 速度指令・応答値減算回路
４１６ 速度帰還回路
［量または値］
ＫＰ 位置帰還ゲイン
ＫＶ 速度帰還ゲイン
Ｌ０ 外乱推定量帰還ゲイン
Ｌ１ 推定外乱微分量帰還ゲイン
αＬ０ 外乱推定量切替帰還ゲイン
βＬ１ 推定外乱微分量切替帰還ゲイン
Ｐ 制御位置応答値
Ｐｃｍｄ 位置指令値
Ｖｃｍｄ 速度指令値
ΔＰ 位置偏差値
ΔＶ 速度偏差値
Ｕｐ 位置偏差制御量
Ｕｖ 速度偏差制御量
Ｖ 検出速度
Ｖ（＾） 速度推定値
Ｓｃ 位置・速度偏差値判別値
Ｓｕ 制御入力量飽和判定値
Ｕｗ（αＬ０・ｗ（＾）） 外乱補償値
Ｕｄ（βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ） ダンピング補償値
Ｕｃ 制御入力量
ｗ 外乱量
ｗ（＾） 外乱推定量
ｄｗ（＾）／ｄｔ 外乱微分量
［信号］
Ｐｃｍｄ 位置指令信号
Ｖｃｍｄ 速度指令信号
Ｐ 制御位置応答信号
Ｖ（＾） 推定速度信号
Ｋｐ 位置帰還信号
Ｋｖ 速度帰還信号
Ｕｐ 位置偏差制御信号
Ｕｖ 速度偏差制御信号
Ｓｃ 位置・速度偏差値符号判別信号
Ｓｕ 制御入力量飽和判定信号
αＬ０ 外乱推定量切替帰還ゲイン信号
βＬ１ 推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号
ｗ（＾） 外乱推定量信号
ｄｗ（＾）／ｄｔ 外乱微分量信号
Ｕｃ 制御入力信号
Ｕｗ（＝αＬ０・ｗ（＾）） 外乱補償信号
Ｕｄ（＝βＬ１・ｄｗ（＾）／ｄｔ） ダンピング補償信号。

Claims (10)

1. 位置指令値と速度指令値と外乱オブザーバが出力する外乱微分量とによって制御対象が制御位置に応答する可変制御方法において、
   前記位置指令値と前記速度指令値と前記外乱微分量とに対応して定まる前記制御対象の制御位置から制御位置応答値を算出し、
   前記位置指令値から前記制御位置応答値を減算した位置偏差値と前記速度指令値から前記外乱オブザーバが推定した速度推定値を減算した速度偏差値とが同符号のときに、前記推定外乱微分量帰還ゲインを０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、前記位置偏差値の最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御方法。
2. 位置指令値と速度指令値と外乱オブザーバが出力する外乱微分量とによって制御対象が制御位置に応答する可変制御方法において、
   前記位置指令値と前記速度指令値と前記外乱微分量とに対応して定まる前記制御対象の制御位置から制御位置応答値を算出し、
   前記位置指令値から前記制御位置応答値を減算した位置偏差値と前記速度指令値から前記外乱オブザーバが推定した速度推定値を減算した速度偏差値とから位置・速度偏差値符号判別値を算出し、
   前記位置・速度偏差値符号判別値に従って前記推定外乱微分量帰還ゲインを切替える推定外乱微分量切替帰還ゲインを算出し、
   前記位置偏差値と前記速度偏差値とが同符号のときに、前記推定外乱微分量切替帰還ゲインを０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、前記位置偏差値の最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御方法。
3. 位置指令値と速度指令値と外乱オブザーバが出力する外乱微分量とによって制御対象が制御位置に応答する可変制御方法において、
   前記位置指令値と前記速度指令値と前記外乱微分量とに対応して定まる前記制御対象の制御位置から制御位置応答値を算出する制御位置応答値算出過程と、
   前記位置指令値から前記制御位置応答値を減算した位置偏差値を出力する位置指令・応答値減算過程と、
   前記速度指令値から前記外乱オブザーバが推定した速度推定値を減算した速度偏差値を算出する速度指令・応答値減算過程と、
   前記位置偏差値と前記速度偏差値とから位置・速度偏差値符号判別値を算出する位置・速度偏差値符号判別過程と、
   前記位置・速度偏差値符号判別値に従って前記推定外乱微分量帰還ゲインを切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲインに前記外乱微分量を乗算してダンピング補償値を算出する推定外乱微分量ゲイン乗算過程と、
   前記位置偏差値に位置帰還ゲインを乗算した位置偏差制御量と前記速度偏差値に速度帰還ゲインを乗算した速度偏差制御量と前記ダンピング補償値とを加減算して位置速度帰還ゲイン切替制御入力量を算出する制御入力加減算過程と、
   前記位置速度帰還ゲイン切替制御入力量と前記制御位置応答値とから前記外乱オブザーバが前記外乱微分量と前記推定速度値とを算出する外乱推定過程とから成り、
   前記位置偏差値と前記速度偏差値とが同符号のときに、前記推定外乱微分量切替帰還ゲインを０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、前記位置偏差値の最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御方法。
4. 位置指令信号と速度指令信号と外乱オブザーバが出力する外乱微分量信号とによって制御対象が制御位置に応答する可変制御装置において、
   前記位置指令信号と前記速度指令信号と前記外乱微分量信号とに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号を出力する制御対象と、
   前記速度指令信号から前記制御位置応答信号を減算した位置偏差信号と前記速度指令信号から前記外乱オブザーバが推定した速度推定信号を減算した前記速度偏差信号とを入力して位置・速度偏差値符号判別信号を出力する位置・速度偏差値符号判別回路と、
   前記位置・速度偏差値符号判別信号に従って前記推定外乱微分量帰還ゲインを切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号を出力する推定外乱微分量ゲイン切替回路とから成り、
   前記位置偏差信号と前記速度偏差信号とが同符号のときに、前記推定外乱微分量切替帰還ゲインを０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、前記位置偏差信号の最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御装置。
5. 位置指令信号と速度指令信号と外乱オブザーバが出力する外乱微分量信号とによって制御対象が制御位置に応答する可変制御装置において、
   前記位置指令信号と前記速度指令信号と前記外乱微分量信号とに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号を出力する制御対象と、
   前記速度指令信号から前記制御位置応答信号を減算した位置偏差信号を出力する位置指令・応答値減算回路と、
   前記速度指令信号から前記外乱オブザーバが推定した速度推定信号を減算した速度偏差信号を出力する速度指令・応答値減算回路と、
   前記位置偏差信号と前記速度偏差信号とを入力して位置・速度偏差値符号判別信号を出力する位置・速度偏差値符号判別回路と、
   前記位置・速度偏差値符号判別信号に従って前記推定外乱微分量帰還ゲインを切替えて推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号を出力する推定外乱微分量ゲイン切替回路と、
   前記外乱微分量信号と前記推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号とを入力してダンピング補償信号を出力する推定外乱微分量ゲイン乗算回路と、
   前記位置偏差信号に位置帰還ゲインを乗算した位置偏差制御信号と前記速度偏差信号に速度帰還ゲインを乗算した速度偏差制御信号と前記ダンピング補償信号とを入力し加減算して位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号を出力する制御入力加減算回路と、
   前記位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号と前記制御位置応答信号とから前記外乱微分信号と前記推定速度信号とを出力する外乱オブザーバとから成り、
   前記位置偏差信号と前記速度偏差信号とが同符号のときに、前記推定外乱微分量切替帰還ゲインを０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、前記位置偏差信号の最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させる可変制御装置。
6. 位置指令値と速度指令値と外乱オブザーバが出力する外乱推定量および外乱微分量とによって制御対象が制御位置に応答する可変制御方法において、
   前記位置指令値と前記速度指令値と前記外乱推定量および前記外乱微分量とに対応して定まる前記制御対象の制御位置から制御位置応答値を算出し、
   前記位置指令値から前記制御位置応答値を減算した位置偏差値と前記速度指令値から前記外乱オブザーバが推定した速度推定値を減算した速度偏差値とが同符号のときに、前記推定外乱微分量帰還ゲインを０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、前記位置偏差値の最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、
   前記位置偏差値に位置帰還ゲインを乗算した位置偏差制御量と前記速度偏差値に速度帰還ゲインを乗算した速度偏差制御量と前記外乱微分量に対応したダンピング補償値と前記外乱推定量に対応した外乱補償値とから位置速度帰還ゲイン切替制御入力量を算出し、
   前記位置速度帰還ゲイン切替制御入力量から制御入力量飽和判定値を算出し、前記制御入力量飽和判定値に従って前記外乱推定量帰還ゲインを切替える外乱推定量切替帰還ゲインを算出して、
   前記制御入力量飽和判定値が飽和判定したときに前記外乱推定量切替帰還ゲインを１よりも小さい値にし、前記制御入力量飽和判定値が飽和判定していないときに前記外乱推定量切替帰還ゲインを１にして、前記位置偏差値および前記速度偏差値が大きいときのワインドアップを防止する可変制御方法。
7. 位置指令値と速度指令値と外乱オブザーバが出力する外乱推定量および外乱微分量とによって制御対象が制御位置に応答する可変制御方法において、
   前記位置指令値と前記速度指令値と前記外乱推定量および前記外乱微分量とに対応して定まる前記制御対象の制御位置から制御位置応答値を算出する制御位置応答値算出過程と、
   前記位置指令値から前記制御位置応答値を減算した位置偏差値と前記速度指令値から前記外乱オブザーバが推定した速度推定値を減算した速度偏差値とから位置・速度偏差値符号判別値を算出する位置・速度偏差値符号判別過程と、
   前記位置・速度偏差値符号判別値に従って前記推定外乱微分量帰還ゲインを切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲインに前記外乱微分量を乗算してダンピング補償値を算出する推定外乱微分量ゲイン乗算過程と、
   前記位置偏差値に位置帰還ゲインを乗算した位置偏差制御量と前記速度偏差値に速度帰還ゲインを乗算した速度偏差制御量と前記ダンピング補償値と前記外乱推定量に対応した外乱補償値とから算出した位置速度帰還ゲイン切替制御入力量から制御入力量飽和判定値を算出する制御入力量飽和判定過程と、
   前記制御入力量飽和判定値に従って前記外乱推定量帰還ゲインを切替える外乱推定量切替帰還ゲインを乗算して外乱補償値を算出する推定外乱量ゲイン乗算過程とから成り、
   前記位置偏差値と前記速度偏差値とが同符号のときに、前記推定外乱微分量切替帰還ゲインを０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、前記位置偏差値の最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、
   前記制御入力量飽和判定値が飽和判定したときに前記外乱推定量切替帰還ゲインを１よりも小さい値にし、前記制御入力量飽和判定値が飽和判定していないときに前記外乱推定量切替帰還ゲインを１にして、前記位置偏差値および前記速度偏差値が大きいときのワインドアップを防止する可変制御方法。
8. 位置指令値と速度指令値と外乱オブザーバが出力する外乱推定量および外乱微分量とによって制御対象が制御位置に応答する可変制御方法において、
   前記位置指令値と前記速度指令値と前記外乱推定量および前記外乱微分量とに対応して定まる前記制御対象の制御位置から制御位置応答値を算出する制御位置応答値算出過程と、
   前記位置指令値から前記制御位置応答値を減算した位置偏差値を算出する位置指令・応答値減算過程と、
   前記速度指令値から前記外乱オブザーバが推定した速度推定値を減算した速度偏差値を算出する速度指令・応答値減算過程と、
   前記位置偏差値に位置帰還ゲインを乗算した位置偏差制御量を算出する位置帰還過程と、
   前記速度偏差値に速度帰還ゲインを乗算した速度偏差制御量を算出する速度帰還過程と、
   前記位置偏差値と前記速度偏差値とから位置・速度偏差値符号判別値を算出する位置・速度偏差値符号判別過程と、
   前記位置・速度偏差値符号判別値に従って前記推定外乱微分量帰還ゲインを切替える推定外乱微分量切替帰還ゲインを算出する推定外乱微分量ゲイン切替過程と、
   前記外乱微分量に前記推定外乱微分量切替帰還ゲインを乗算してダンピング補償値を算出する推定外乱微分量ゲイン乗算過程と、
   前記位置偏差制御量と前記速度偏差制御量と前記ダンピング補償値と前記外乱推定量に対応した外乱補償値とから算出した位置速度帰還ゲイン切替制御入力量から制御入力量飽和判定値を算出する制御入力量飽和判定過程と、
   前記制御入力量飽和判定値に従って前記外乱推定量帰還ゲインを切替える外乱推定量切替帰還ゲインを算出する推定外乱量ゲイン切替過程と、
   前記外乱推定量に前記外乱推定量切替帰還ゲインを乗算して前記外乱補償値を算出する推定外乱量ゲイン乗算過程と、
   前記位置偏差制御量と前記速度偏差制御量と前記外乱補償値と前記ダンピング補償値と前記外乱補償値とを加減算して前記位置速度帰還ゲイン切替制御入力量を算出する制御入力加減算過程とから成り、
   前記位置偏差値と前記速度偏差値とが同符号のときに、前記推定外乱微分量切替帰還ゲインを０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、前記位置偏差値の最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、
   前記制御入力量飽和判定値が飽和判定したときに前記外乱推定量切替帰還ゲインを１よりも小さい値にし、前記制御入力量飽和判定値が飽和判定していないときに前記外乱推定量切替帰還ゲインを１にして、前記位置偏差値および前記速度偏差値が大きいときのワインドアップを防止する可変制御方法。
9. 位置指令信号と速度指令信号と外乱オブザーバが出力する外乱推定量信号および外乱微分量信号とによって制御対象が制御位置に応答する可変制御装置において、
   前記位置指令信号と前記速度指令信号と前記外乱推定量信号および前記外乱微分量信号とに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号を出力する制御対象と、
   前記速度指令信号から前記制御位置応答信号を減算した位置偏差信号と前記速度指令信号から前記外乱オブザーバが推定した速度推定信号を減算した速度偏差信号とを入力して位置・速度偏差値符号判別信号を出力する位置・速度偏差値符号判別回路と、
   前記位置・速度偏差値符号判別信号に従って前記推定外乱微分量帰還ゲインを切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号と前記外乱微分量信号とを入力して前記外乱微分量信号に前記推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号を乗算したダンピング補償信号を出力する推定外乱微分量ゲイン乗算回路と、
   前記位置偏差値に位置帰還ゲインを乗算した位置偏差制御量と前記速度偏差値に速度帰還ゲインを乗算した速度偏差制御量と前記ダンピング補償値と前記外乱推定量に対応した外乱補償値とを入力し加減算した位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号によって制御入力量飽和判定信号を出力する制御入力量飽和回路と、
   前記制御入力量飽和判定信号に従って前記外乱推定量帰還ゲインを切替えた外乱推定量切替帰還ゲイン信号と前記外乱推定量信号とを入力して前記外乱推定量信号に前記外乱推定量切替帰還ゲインを乗算して外乱補償信号を出力する推定外乱量ゲイン乗算回路とから成り、
   前記位置偏差信号と前記速度偏差信号とが同符号のときに、前記推定外乱微分量切替帰還ゲインを０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、前記位置偏差信号の最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、
   前記制御入力量飽和判定信号が飽和判定したときに前記外乱推定量切替帰還ゲインを１よりも小さい値にし、前記制御入力量飽和判定信号が飽和判定していないときに前記外乱推定量切替帰還ゲインを１にして、前記位置偏差値および前記速度偏差値が大きいときのワインドアップを防止する可変制御装置。
10. 位置指令信号と速度指令信号と外乱オブザーバが出力する外乱推定量信号および外乱微分量信号とによって制御対象が制御位置に応答する可変制御装置において、
    前記位置指令信号と前記速度指令信号と前記外乱推定量信号および前記外乱微分量信号とに対応して定まる制御位置に応答して制御位置応答信号を出力する制御対象と、
    前記速度指令信号から前記制御位置応答信号を減算した位置偏差信号を出力する位置指令・応答値減算回路と、
    前記速度指令信号から前記外乱オブザーバが推定した速度推定信号を減算した速度偏差信号を出力する速度指令・応答値減算回路と、
    前記位置偏差信号に位置帰還ゲインを乗算した位置偏差制御信号を算出する位置帰還回路と、
    前記速度偏差信号に速度帰還ゲインを乗算した速度偏差制御信号を算出する速度帰還回路と、
    前記位置偏差信号と前記速度偏差信号とを入力して位置・速度偏差値符号判別信号を出力する位置・速度偏差値符号判別回路と、
    前記位置・速度偏差値符号判別信号に従って前記推定外乱微分量帰還ゲインを切替えた推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号を出力する推定外乱微分量ゲイン切替回路と、
    前記外乱微分量信号と前記推定外乱微分量切替帰還ゲイン信号とを入力してダンピング補償信号を出力する推定外乱微分量ゲイン乗算回路と、
    前記位置偏差制御信号と前記速度偏差制御信号と前記外乱補償信号と前記外乱推定量信号に対応した外乱補償信号とを入力し加減算して位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号を出力する制御入力加減算回路と、
    前記位置速度帰還ゲイン切替制御入力信号を入力して制御入力量飽和判定信号を出力する制御入力量飽和回路と、
    前記制御入力量飽和判定信号に従って前記外乱推定量帰還ゲインを切替えた外乱推定量切替帰還ゲイン信号を出力する推定外乱量ゲイン切替回路と、
    前記外乱推定量信号と前記外乱推定量切替帰還ゲイン信号とを入力して前記外乱推定量信号に前記外乱推定量切替帰還ゲイン信号を乗算した前記外乱補償信号を出力する推定外乱量ゲイン乗算回路とから成り、
    前記位置偏差信号と前記速度偏差信号とが同符号のときに、前記推定外乱微分量切替帰還ゲインを０にし、異符号のときに０よりも大きい値にして、前記位置偏差信号の最大値を抑制することによって過渡応答特性を向上させるとともに、前記制御入力量飽和判定信号が飽和判定したときに、前記外乱推定量切替帰還ゲインを１よりも小さい値にし、前記制御入力量飽和判定信号が飽和判定していないときに、前記外乱推定量切替帰還ゲインを１にして、前記位置偏差信号および前記速度偏差信号が大きいときのワインドアップを防止する可変制御装置。

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