JP2008544357A - 制御行程において位置調節される複数の追従軸のための制御方法 - Google Patents

Abstract

誘導軸が多数の位置調節される追従軸（１）の上位に置かれている。誘導軸の位置値または位置値の時間微分に基づいて、１つの制御行程において各追従軸（１）について初期の位置目標値（ｐ^*）が求められる。各追従軸（１）について、位置実際値（ｐ）が検出され、かつ位置実際値（ｐ）および初期の位置目標値（ｐ^*）に基づいて追従誤差（Ａ）が求められる。追従軸（１）の追従誤差（Ａ）に基づいて、全ての追従軸（１）にとって適切な偏差値（Ｋ）が求められ、偏差値（Ｋ）に基づいて再び位置実際値（ｐ）に関連して各追従軸（１）について最終的な位置目標値（δｐ^*）が求められ、最終的な位置目標値（δｐ^*）にそれぞれの追従軸（１）が位置調節される。

Description

本発明は、制御行程において位置調節される複数の追従軸のための制御方法であって、各制御行程において、
全ての追従軸の上位にある１つの誘導軸の位置値または位置値の時間微分に基づいて、各追従軸について初期の位置目標値が求められ、
各追従軸について、位置実際値が検出され、かつそれぞれの追従軸の位置実際値および初期の位置目標値に基づいて追従誤差が求められる
制御行程において位置調節される複数の追従軸のための制御方法に関する。

更に、本発明は、この種の制御方法を実施するためのコンピュータためのデータ担体上に記憶されたコンピュータプログラムを有するデータ担体に関する。更にまた、本発明はこのようなデータ担体を有するコンピュータに関する。

従来技術において、そして本発明においても、軸と駆動装置とは区別される。軸と呼ばれるのは一般にテクノロジーオブジェクト（すなわち、ソフトウェアインスタンス）であり、駆動装置と呼ばれるのはフィジカルオブジェクト（例えば、モータまたは電力回路）である。通例、軸が駆動装置を制御する。これに対して軸が全く駆動装置を制御しない場合には、このような軸は仮想軸と呼ばれる。

冒頭に述べた様式の制御方法は、とりわけ、複数の軸（誘導軸も含む。）において同期動作を保証しようとする場合に使用される。従来技術では、追従軸の追従誤差が定められた許容誤差内にとどまっているかどうかが絶え間なく監視される。追従軸の追従誤差が定められた許容誤差内にとどまっている場合には、制御方法（＝正常運転）が継続される。これに反して追従軸の１つがそれの許容誤差範囲から出すエラー状況が生じた場合には、正常動作とは相違するエラー動作に切り替えられる。例えば、この追従軸が今や誘導軸となる制御方法が実行されるとよい。この手法の例が独国特許１９５２９４３０号明細書に記載されている。

従来技術の方法は多くの欠点を有する。例えば、適切な時機にエラー動作に切り替えることができるように、このようなエラー状況を即座にかつ直接的に検出することが必要である。更に、場合によって正常動作とは異なる特別の制御構想が必要である。このためには相応のプログラミングが存在しなければならない。エラー動作自体への切り替えによって再び、例えば制御行程の超過または他の追従軸の許容誤差範囲の超過のような連鎖エラーが発生することもある。更に、従来技術の方法は多重エラーの発生時にしばしば機能しなくなる。

本発明の課題は、冒頭に述べた如き制御方法を、従来技術の欠点が回避されるようにさらに発展させることにある。特に、少なくとも単一エラーを正常動作の枠内において抑制することを可能にしようとするものである。

この課題は、各制御行程において、追従軸の追従誤差に基づいて、全ての追従軸にとって適切な偏差値が求められ、各追従軸について、偏差値およびこの追従軸の位置実際値に基づいて最終的な位置目標値が求められ、最終的な位置目標値にそれぞれの追従軸が位置調節されることによって解決される。

したがって、従来技術と違って本発明の場合には、誘導軸自体が軸複合体に共に結合されていない。したがって、追従軸において誘導軸に対する追従誤差が発生しても危険ではない。それゆえ、誘導軸自体は追従軸に対して同期する必要がない。追従軸の追従誤差が互いに予め定められた許容誤差範囲内にあることが保証されていることだけが必要である。これは、本発明による方法によって保証される。

追従軸のために求められた追従誤差が適切に正規化されているならば、追従誤差がただちに直接に比較可能である。正規化された追従誤差の一例は、追従軸の位置目標値と位置実際値との差が１つの制御行程内におけるそれぞれの追従軸の位置目標値変化によって割算されることである。この追従誤差は例えば次の特性を有する。すなわち、この追従誤差は、
ａ）位置目標値と位置実際値との差に比例し、
ｂ）同期関係に依存せず、
ｃ）単位なしであり、
ｄ）誘導軸に対する直接的な関係を提供し、
ｅ）更なる換算または変形なしに他の追従軸の追従誤差と比較可能である。

誘導軸は同期する軸複合体の外にある現実の軸であってよい。しかし、誘導軸は仮想の軸であることが好ましい。

本発明による制御方法を実現するために、例えば、全ての追従軸の追従誤差に基づいて、好ましくは統計学に基づいて、追従軸の少なくとも１つが他の追従軸よりも明白に異なった追従誤差を有するかどうかを認識可能にする包括的な特性量が求められる。偏差値は、この場合に、包括的な特性量に基づいて、他の追従軸よりも明白に異なった追従誤差を有する少なくとも１つの追従軸に他の追従軸が少なくとも傾向的に追従するように求められる。

本発明による制御方法の特に有利な形態は次の場合に生じる。すなわち、
追従軸がそれぞれ少なくとも１つの追従軸を有する軸グループに分けられ、
各軸グループの追従軸がそれぞれ１つの調節コンピュータによって位置調節され、
各調節コンピュータが当該コンピュータによって位置調節される追従軸の追従誤差を求め、
各調節コンピュータが当該コンピュータによって求められた追従誤差に基づいて複数の局所的な特性量を求めて、少なくとも調節コンピュータが接続されているバスシステムを介して出力し、
局所的な特性量が、バスシステムに接続されている少なくとも１つの補正用コンピュータによって受信され、
少なくとも１つの補正用コンピュータが、調節コンピュータの局所的な特性量に基づいて包括的な特性量を求め、包括的な特性量に基づいて偏差値を求め、かつ偏差値を調節コンピュータの少なくとも１つに使わせる。

なぜならば、特に、例えばそれぞれ５〜１０個の位置調節される追従軸を有する１５〜２０個の調節コンピュータを有する比較的大きな軸複合体の場合に、計算および通信の費用が明白に低減されるからである。

補正用コンピュータが、代替的に、調節コンピュータに分散されていてもよいし、マスタコンピュータであってもよい。

局所的な特性量がそれぞれの調節コンピュータによって位置調節された追従軸自身の追従誤差であってよい。しかし、局所的な特性量の個数が全ての調節コンピュータについて同数であり、調節コンピュータによってそれぞれ位置調節される追従軸の個数に依存せず、かつ調節コンピュータによってそれぞれ最大に調節可能な追従軸の個数に依存しないことが有利である。なぜならば、偏差値を求めるための応答時間は位置調節される追従軸の個数にほぼ依存しないからである。

局所的な特性量が、それぞれの調節コンピュータによって位置調節された追従軸の追従誤差の最小値、最大値および平均値を表していると好ましい。場合によっては、局所的な特性量が、付加的に、それぞれの調節コンピュータによって位置調節される追従軸の個数をも表しているとよい。局所的な特性量の代替として、他の値、例えば中央値または四分値を求めてもよい。

包括的な特性量が、全ての追従軸の追従誤差の包括的な最小値、包括的な最大値および包括的な平均値を含むとよい。なぜならば、この場合に特に、例えば次のことが可能であるからである。すなわち、偏差値は、包括的な平均値が包括的な最大値よりも包括的な最小値の近くにある場合、式
Ｋ＝ＭＡＸ−ＴＯＬ・Ｆ
に基づいて求められ、包括的な平均値が包括的な最小値よりも包括的な最大値の近くにある場合、式
Ｋ＝ＭＩＮ＋ＴＯＬ・Ｆ
に基づいて求められる。ただし、ＭＩＮは包括的な最小値、ＭＡＸは包括的な最大値、ＴＯＬは許容誤差値、Ｆは０と１との間の係数である。なぜならば、それによって、追従軸は「逃亡者」に注目し、実質的に互いに同期して回転する残りの追従軸には注目しないかである。

係数が可変であるとよい。係数が、特に、誘導軸の位置値の時間微分および包括的な最小値の時間微分もしくは包括的な最大値の時間微分に依存するとよい。許容誤差値は、一般に包括的な平均値と包括的な最小値との差もしくは包括的な最大値と包括的な平均値との差に相当するが、或る最大値に制限されている。この最大値は、例えば軸複合体内の最大許容偏差を表しているとよい。

最終的な位置目標値は、各追従軸について、少なくとも現在の制御行程の位置実際値、すぐ前の制御行程の位置実際値と位置目標値との差、偏差値、係数および誘導軸の位置値の時間的変化に基づいて求められると好ましい。

以下における図面を参照する実施例の説明から他の利点および詳細を明らかにする。原理的な表示にて、
図１は駆動装置複合体のブロック図を示し、
図２は図１の代替的表示を示し、
図３ないし図６はフローチャートを示す。

図１によれば、軸複合体が複数の追従軸１を有する。追従軸１は軸グループ２にまとめられている。各軸グループ２は少なくとも１つの追従軸１を有する。各軸グループ２の追従軸１は、グループごとに１つの調節コンピュータ３によって位置調節される。

追従軸１は互いに同期して回転されるべきである。このために調節コンピュータ３およびマスタコンピュータ４がバスシステム５に接続されている。

調節コンピュータ３はソフトウェアプログラミング可能である。調節コンピュータ３のためのコンピュータプログラム７が記憶されているデータ担体６を介して、調節コンピュータ３の動作様式が決定可能である。同様にマスタコンピュータ４もソフトウェアプログラミング可能である。マスタコンピュータ４のためのコンピュータプログラム９が記憶されているデータ担体８を介して、マスタコンピュータ４の動作様式が決定可能である。それらのプログラミングに基づいて、マスタコンピュータ４および調節コンピュータ３が追従軸１の制御方法を実行する。以下において、図２ないし図６を参照しながら、この制御方法を更に詳しく説明する。この方法の核心は図２よる方法である。図３および図４は本発明による制御方法の第１の構成形態であり、図５および図６は本発明による方法の第２の構成形態である。

図２によれば、各制御行程において、全ての追従軸１の上位にある誘導軸の位置値（目標値または実際値）またはその位置値の時間微分に基づいて、各追従軸１について初期の位置目標値ｐ^*が求められる。追従軸１の初期の位置目標値ｐ^*は誘導軸の位置値に対して線形（ギア）または非線形（カム板）の関係にあってよい。追従軸１の初期の位置目標値ｐ^*は、直接に誘導軸の位置値から、または中間に接続されている追従軸１の位置値（目標値または実際値）、好ましくは初期の位置目標値ｐ^*から求めることができる。

初期の位置目標値ｐ^*は下位にある同期調節器１０に転送される。追従軸１ごとにそれぞれ１つの専用の同期調節器１０が存在する。同期調節器１０は、後で詳しく述べるように、それぞれ１つの最終的な位置目標値δｐ^*を求め、この最終的な位置目標値δｐ^*を、それぞれの追従軸１を位置調節する位置調節器１１に転送する。

各追従軸１について、位置実際値ｐが検出される。それぞれの追従軸１の位置実際値ｐおよび初期の位置目標値ｐ^*に基づいて追従誤差算出器１２によって、例えば式
Ａ＝（ｐ^*−ｐ）／（ｐ^*−ｐ^*’） （１）
にしたがって追従誤差Ａが求められる。値ｐ^*’はすぐ前の制御行程の初期の位置目標値である。上記の式による追従誤差Ａの算出は、特に、それぞれの追従軸１の追従誤差Ａが正規化されているので有利である。

場合によっては、例えば低域通過または他のフィルタリング措置の（重み付け有りまたは重み付けなしの）平均値形成に基づいて、平滑が行なわれてもよい。

追従誤差Ａが評価装置１３に供給される。評価装置１３は追従誤差Ａの統計的評価を行なう。特に、評価装置１３は全ての追従軸１にとって適切である偏差値Ｋを求める。評価は中央で（例えばマスタコンピュータ４において）または分散的に（例えば調節コンピュータ３において）行なうことができる。

評価装置１３が偏差値Ｋを同期調節器１０に供給する。同期調節器１０は、それぞれの追従軸１の位置実際値ｐおよびこの偏差値Ｋに基づいて、それぞれの追従軸１を位置調節するための最終的な位置目標値δｐ^*を求める。

上記において短く概略的に説明しかつ以下において図３ないし図６を参照して詳細に説明するこの方法に基づいて、誘導軸に対する絶対追従誤差から位置同期化を分離することができる。言及しておくに、本発明による方法は、特定のコンピュータ技術の構成に拘束されていない。制御方法全体を唯一のコンピュータで実行することもできる。評価装置１３は、代替としてマスタコンピュータ４または調節コンピュータ３に配分して配置することもできる。バスシステム５は多段式に構成することもできる。図３および図４を参照して説明する方法ならびに図５および図６を参照して説明する方法は、いずれも唯一可能な方法ではなく、模範的な方法にすぎない。

図３によれば、マスタコンピュータ４がステップＳ１において誘導軸のための位置目標値を受け取り、またはその位置目標値を自身で求める。これらの手法のどれが採用されるかは、本発明の枠内では副次的な内容である。なぜならば、本発明の枠内では誘導軸のための位置目標値が実際に１つの駆動装置に出力されないからである。つまり、誘導軸は仮想軸にすぎない。例えば、相応の位置決め指令はその誘導軸に出力することができる。

その後ステップＳ２において、マスタコンピュータ４が、誘導軸のための位置目標値に基づいて、追従軸１のためにも初期の位置目標値ｐ^*を求める。これらの位置目標値ｐ^*をマスタコンピュータ４はステップＳ３において調節コンピュータ３に伝達する。

ステップＳ４において、マスタコンピュータ４が調節コンピュータ３から局所的な特性量ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔおよび場合によってはｎｕｍを受け取る。理論的には、追従軸１自体の追従誤差Ａが受け取られるとよい。しかし、好ましくは、既に局所的な特性量ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ（場合によってこれらに加えてｎｕｍ）は統計学的な値である。したがって、局所的な特性量ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔおよび場合によってはｎｕｍの個数は、全ての調節コンピュータ３について同数であることが好ましい。それは、それぞれの調節コンピュータ３によって位置調節された追従軸１の個数ｎｕｍに依存せず、それぞれの調節コンピュータ３によって最大に調節可能な追従軸１の個数にも依存しない。局所的な特性量ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ（および場合によってｎｕｍ）の個数は典型的には３または４である。

調節コンピュータ３の局所的な特性量ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ（および場合によってはｎｕｍ）は、実施例によれば、それぞれの調節コンピュータ３によって位置調節された追従軸１の追従誤差Ａの最小値ｍｉｎ、最大値ｍａｘおよび平均値ｍｉｔｔを表している。最も簡単な場合、それらは直接にこれらの値ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔを含む。局所的な平均値ｍｉｔｔの代替として、例えば、それぞれの調節コンピュータ３によって調節された追従軸１の追従誤差Ａの中央値または四分値が伝達されてもよい。局所的最小値ｍｉｎおよび局所的な最大値ｍａｘを他の適切な特性量によって置き換えてもよい。

ステップＳ５において、マスタコンピュータ４が、調節コンピュータ３の局所的な特性量ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍに基づいて、従って結果的に全ての追従軸１の追従誤差Ａに基づいて、包括的な特性量ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴを求める。包括的な特性量ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴに基づいて、追従軸１の少なくとも１つが他の追従軸１よりも明らかに異なる追従誤差Ａを有するかどうかが認識可能である。例えば、包括的な特性量ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴは、このために少なくとも、軸複合体の全ての追従軸１の追従誤差Ａの包括的な最小量ＭＩＮ，包括的な最大値ＭＡＸおよび包括的な平均値ＭＩＴＴを含む。

包括的な特性量ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴを求めるために、マスタコンピュータ４には、どの調節コンピュータ３がそれぞれ何個の追従軸１を調節するかが既知でなければならない。このために２つの可能性が存在する。一方では、マスタコンピュータ４において、どの調節コンピュータ３が存在し、それらの調節コンピュータ３がそれぞれ何個の追従軸１を調節するかを計画することができる。他方では、局所的な特性量ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍが、付加的にそれぞれの調節コンピュータ３によって位置調節される追従軸１の個数ｎｕｍを表すことが可能である。したがって、最も簡単な場合には、局所的な特性量はｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍは、局所的な最小値ｍｉｎ、局所的な最大値ｍａｘおよび局所的な平均値ｍｉｔｔに加えて、それぞれの調節コンピュータ３の追従軸１の個数ｎｕｍを表す４番目の値ｎｕｍを含んでいる。

ステップＳ６において、マスタコンピュータ４は、包括的な平均値ＭＩＴＴが包括的な最小値ＭＩＮの近くにあるかまたは包括的な最大値ＭＡＸの近くにあるかどうかを調べる。前者の場合、マスタコンピュータ４はステップＳ７において偏差値Ｋを、
Ｋ＝ＭＡＸ−ＴＯＬ・Ｆ （２）
で求める。なお、ＴＯＬは許容誤差値であり、許容誤差値は一般に包括的な平均値ＭＩＴＴと包括的な最小値ＭＩＮとの差に等しく、しかし差が大きい場合には最大値に制限される。

後者の場合、マスタコンピュータ４はステップＳ７において偏差値Ｋを、
Ｋ＝ＭＩＮ＋ＴＯＬ・Ｆ （３）
で求める。ＴＯＬは再び許容誤差値であり、許容誤差値は一般に包括的な最大値ＭＡＸと包括的な平均値ＭＩＴＴとの差に等しく、しかし差が大きい場合には同様に上述の最大値に制限されている。

更に、マスタコンピュータ４はステップＳ９の枠内にて係数Ｆを求める。したがって、係数Ｆは可変である。係数Ｆの算出は、例えば誘導軸の位置目標値の変化および包括的な特性量ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴの時間的変化に基いて行なわれるとよい。しかし、係数Ｆの算出は選択自由である。係数Ｆは特に０と１との間の値を有し得る。

偏差値Ｋおよび係数ＦはステップＳ１０において調節コンピュータ３に伝達される。場合によっては、包括的な特性量ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴも伝達されてよい。この場合に調節コンピュータ３が偏差値Ｋおよび係数Ｆ自体を求めることができる。

調節コンピュータ３は、ここでも図４にしたがってステップＳ１１においてマスタコンピュータ４からそれぞれの追従軸１のための初期の位置目標値ｐ^*を受け取る。更に調節コンピュータ３はステップＳ１２においてそれぞれの追従軸１からそれらの位置実際値ｐを受け取る。

その後、調節コンピュータ３は、ステップＳ１３において、調節コンピュータ３によって位置調節された各追従軸１のために、追従誤差Ａを、好ましくは図２に関連して既に言及し説明した式にしたがって求める。したがって、調節コンピュータ３は、ステップＳ１４において、追従誤差Ａに基づいて、調節コンピュータ３によって位置調節された追従軸１のために局所的な特性量として、追従誤差Ａの局所的な最小値ｍｉｎ、局所的な最大値ｍａｘおよび局所的な平均値ｍｉｔｔを求める。場合によっては、調節コンピュータ３は追従軸１の個数ｎｕｍも求める。しかし、追従軸１の個数は計画されていると好ましい。

調節コンピュータ３は、ステップＳ１５において、局所的な特性量ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔを、場合によってはｎｕｍも、例えば電信により、マスタコンピュータ４に伝達する。ステップＳ１６において、調節コンピュータ３はマスタコンピュータ４から偏差値Ｋならびに係数Ｆを受け取る。

その後、調節コンピュータ３は、ステップＳ１７において、偏差値Ｋおよび係数Ｆに基づいて、調節コンピュータ３によって位置調節された各追従軸１について、それぞれの追従軸１のための増分ｉｎｃを算出する。この算出は、これらの追従軸１に関する初期の位置目標値ｐ^*と位置実際値ｐとの差、偏差値Ｋ、係数Ｆおよび場合によっては他の量に基づいて行なわれる。好ましくは、この算出は、式
ｉｎｃ＝（ｐ^*−ｐ）−Ｋ・｜ｐ^*−ｐ^*’｜＋（ｐ^*−ｐ^*’）・Ｆ・α （４）
にしたがって行なわれる。

調節コンピュータ３は、それぞれの追従軸１の位置実際値ｐを考慮して、最終的な位置目標値δｐ^*を
δｐ^*＝ｐ＋ｉｎｃ （５）
で求める。

式４における元の位置目標値ｐ^*と位置実際値ｐとの差はすぐ前の制御行程に関係する。すぐ前の制御行程に関しても偏差値Ｋおよび係数Ｆが求められた。元の位置目標値ｐ^*とｐ^*’との差は現在の制御行程およびすぐ前の制御行程に関係する。αは、とりわけ誘導軸の位置値の時間的変化に依存する係数である。式５におけるｐは現在の制御行程の位置実際値である。

ステップＳ１８において、調節コンピュータ３は、調節コンピュータ３によって位置調節される追従軸１を相応に制御する。したがって、本発明による方法によって、特に偏差値Ｋの算出時に、追従軸１が少なくとも傾向的には「逃げようとする」追従軸１に追従することが達成される。

図５および図６によるマスタコンピュータ４および調節コンピュータ３の動作は、スタートからは図３および図４によるマスタコンピュータ４および調節コンピュータ３の動作に対応する。しかしながら、ここでは図３および図４と違って、偏差値Ｋおよび係数Ｆの算出も調節コンピュータ３の側で行なわれる。繰り返しの回避のために図５および図６の説明において、有効であるかぎり図３および図４を参照するように指示するものとする。

図５はステップＳ２１，Ｓ２２だけを有する。ステップＳ２１は図３のステップＳ１に対応する。ステップＳ２２においては誘導軸の位置値（目標値または実際値）が調節コンピュータ３に伝達される。

図６による調節コンピュータ３の動作は、大部分において、図３のマスタコンピュータ４の動作と図４の調節コンピュータ３の動作の統合された動作に対応する。特に、調節コンピュータ３は、図６によればステップＳ３１〜Ｓ４４を実行し、これらのうちステップＳ３１のみが新しい。なぜならば、ステップＳ３１においては、調節コンピュータ３がマスタコンピュータ４から誘導軸の位置値を受け取るからである。これに対してステップＳ３２は図３のステップＳ２に対応し、ステップＳ３３〜Ｓ３６は図４のＳ１２〜Ｓ１５に対応し、ステップＳ３７〜Ｓ４２は図３のステップＳ４〜Ｓ９に対応し、そしてステップＳ４３，Ｓ４４は図４のステップＳ１７，Ｓ１８に対応する。したがって、ステップＳ３１〜Ｓ４４は以下において改めて個別に説明することはしない。完全さのためにだけ言及するに、ステップＳ３６ではブロードキャストモードで処理されるのがよい。したがって、この場合に各調節コンピュータ３は、調節コンピュータ３から送信された局所的な特性量ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔを、場合によってはｎｕｍも、同時に全ての他の調節コンピュータ３に伝達する。

したがって、図５および図６によれば、マスタコンピュータ４の機能が誘導軸の位置目標値の設定に縮小される。追従軸１のための初期の位置目標値ｐ^*および係数Ｆの算出を含めた残りの全ての機能は、調節コンピュータ３側で行なわれる。しかし、逆に全ての制御プロセスを唯一のコンピュータ３，４において行なうこともできる。マスタコンピュータ４が調節コンピュータ３のうちの１つと一致することも可能である。どの構成を採用するかは専門家の好みによる。

上述の図５および図６の方法では、調節コンピュータ３自身が、調節コンピュータ３によって位置調節される追従軸１にとって、偏差値Ｋおよび追従軸１の最終的な位置目標値δｐ^*を求める補正用コンピュータである。これに対して、包括的な特性量ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴおよび偏差値Ｋも中央で（つまりマスタコンピュータ４において）求められ、偏差値Ｋが更に調節コンピュータ３に伝達される図３および図４による方法の場合には、マスタコンピュータ４が補正用コンピュータである。これは、マスタコンピュータ４が最終的な位置目標値δｐ^*も求める場合にはじめて正しく当てはまり、これは原理的に同様に可能である。

それゆえ、本発明による方法により追従軸１の同期が達成可能であり、同時に誘導軸に対する著しい追従誤差Ａが許容可能である。なぜならば、本発明による方法においては追従軸１が自動的に「逃亡者」に追従するからである。したがって、単一エラー時におけるエラー動作への切り替えがなしでも済まされる。多重エラーも、少なくとも部分的に抑制可能である。更に、少なからぬ連鎖エラーが回避される。更に、局所的および包括的な特性量ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍ，ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴの算出および処理に基づいて、計算および通信の費用を低減することができる。それによって大きな駆動複合体も統制可能である。

駆動装置複合体のブロック図 図１の代替的表示を示すブロック図 本発明方法の第１実施例のマスタコンピュータの動作を示すフローチャート 本発明方法の第１実施例の調節コンピュータの動作を示すフローチャート 本発明方法の第２実施例のマスタコンピュータの動作を示すフローチャート 本発明方法の第２実施例の調節コンピュータの動作を示すフローチャート 本発明方法の第２実施例の調節コンピュータの動作を示すフローチャート

符号の説明

１ 追従軸
２ 軸グループ
３ 調節コンピュータ
４ マスタコンピュータ
５ バスシステム
６ データ担体
７ コンピュータプログラム
８ データ担体
９ コンピュータプログラム
１０ 同期調節器
１１ 位置調節器
１２ 追従誤差算出器
１３ 評価装置
ｐ＊ 初期の位置目標値
δｐ＊ 最終的な位置目標値
ｐ 位置実際値
Ｆ 係数
Ｋ 偏差値

Claims (20)

1. 制御行程において位置調節される複数の追従軸（１）のための制御方法であって、
   各制御行程において、
   全ての追従軸（１）の上位にある１つの誘導軸の位置値または位置値の時間微分に基づいて、各追従軸（１）について初期の位置目標値（ｐ^*）が求められ、
   各追従軸（１）について、位置実際値（ｐ）が検出され、かつそれぞれの追従軸（１）の位置実際値（ｐ）および初期の位置目標値（ｐ^*）に基づいて追従誤差（Ａ）が求められ、
   追従軸（１）の追従誤差（Ａ）に基づいて、全ての追従軸（１）にとって適切な偏差値（Ｋ）が求められ、
   各追従軸（１）について、偏差値（Ｋ）およびこの追従軸（１）の位置実際値（ｐ）に基づいて最終的な位置目標値（δｐ^*）が求められ、最終的な位置目標値（δｐ^*）にそれぞれの追従軸（１）が位置調節される
   ことを特徴とする制御行程において位置調節される複数の追従軸のための制御方法。
2. 追従軸（１）について求められた追従誤差（Ａ）が正規化されていることを特徴とする請求項１記載の制御方法。
3. 誘導軸が仮想の軸であることを特徴とする請求項１又は２記載の制御方法。
4. 全ての追従軸（１）の追従誤差（Ａ）に基づいて、追従軸（１）の少なくとも１つが他の追従軸（１）よりも明白に異なった追従誤差（Ａ）を有するかどうかを認識可能にする包括的な特性量（ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴ）が求められ、
   偏差値（Ｋ）は、包括的な特性量（ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴ）に基づいて、他の追従軸（１）よりも明白に異なった追従誤差（Ａ）を有する少なくとも１つの追従軸（１）に他の追従軸（１）が少なくとも傾向的に追従するように求められる
   ことを特徴とする請求項１，２又は３記載の制御方法。
5. 追従軸（１）がそれぞれ少なくとも１つの追従軸（１）を有する軸グループ（２）に分けられ、
   各軸グループ（２）の追従軸（１）がそれぞれ１つの調節コンピュータ（３）によって位置調節され、
   各調節コンピュータ（３）が当該コンピュータによって位置調節された追従軸（１）の追従誤差（Ａ）を求め、
   各調節コンピュータ（３）が当該コンピュータによって求められた追従誤差（Ａ）に基づいて複数の局所的な特性量（ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍ）を求めて、少なくとも調節コンピュータ（３）が接続されているバスシステム（５）を介して出力し、
   局所的な特性量（ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍ）が、バスシステム（５）に接続されている少なくとも１つの補正用コンピュータ（３，４）によって受信され、
   少なくとも１つの補正用コンピュータ（３，４）が、調節コンピュータ（３）の局所的な特性量（ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍ）に基づいて包括的な特性量（ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴ）を求め、包括的な特性量（ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴ）に基づいて偏差値（Ｋ）を求め、かつ偏差値（Ｋ）を調節コンピュータ（３）の少なくとも１つに使わせることを特徴とする請求項４記載の制御方法。
6. 補正用コンピュータ（３）が調節コンピュータ（３）に分散されていることを特徴とする請求項５記載の制御方法。
7. 補正用コンピュータ（４）がマスタコンピュータ（４）であることを特徴とする請求項５記載の制御方法。
8. 局所的な特性量（Ａ）がそれぞれの調節コンピュータ（３）によって位置調節された追従軸（１）自身の追従誤差（Ａ）であることを特徴とする請求項５，６又は７記載の制御方法。
9. 局所的な特性量（ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍ）の個数が全ての調節コンピュータ（３）について同数であり、調節コンピュータ（３）によってそれぞれ位置調節された追従軸（１）の個数（ｎｕｍ）に依存せず、かつ調節コンピュータ（３）によってそれぞれ最大に調節可能な追従軸（１）の個数に依存しないことを特徴とする請求項５，６又は７記載の制御方法。
10. 局所的な特性量（ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍ）が、それぞれの調節コンピュータ（３）によって位置調節された追従軸（１）の追従誤差（Ａ）の最小値（ｍｉｎ）、最大値（ｍａｘ）および平均値（ｍｉｔｔ）を表していることを特徴とする請求項９記載の制御方法。
11. 局所的な特性量（ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍ）が、付加的に、それぞれの調節コンピュータ（３）によって位置調節された追従軸（１）の個数（ｎｕｍ）をも表していることを特徴とする請求項１０記載の制御方法。
12. 局所的な特性量（ｍｉｎ，ｍａｘ，ｍｉｔｔ，ｎｕｍ）が、それぞれの調節コンピュータ（３）によって位置調節された追従軸（１）の追従誤差（Ａ）の最小値（ｍｉｎ）および最大値（ｍａｘ）ならびに中央値または四分値を表していることを特徴とする請求項９記載の制御方法。
13. 包括的な特性量（ＭＩＮ，ＭＡＸ，ＭＩＴＴ）が、全ての追従軸（１）の追従誤差（Ａ）の包括的な最小値（ＭＩＮ）、包括的な最大値（ＭＡＸ）および包括的な平均値（ＭＩＴＴ）を含むことを特徴とする請求項４乃至１２の１つに記載の制御方法。
14. 追従軸（１）が、少なくとも傾向的に、包括的な最小値（ＭＩＮ）および包括的な最大値（ＭＡＸ）のうち、包括的な平均値（ＭＩＴＴ）からより遠くに離れている値（ＭＩＮ，ＭＡＸ）の方向に位置調節されることを特徴とする請求項１３記載の制御方法。
15. 偏差値（Ｋ）は、包括的な平均値（ＭＩＴＴ）が包括的な最大値（ＭＡＸ）よりも包括的な最小値（ＭＩＮ）の近くにある場合、式
    Ｋ＝ＭＡＸ−ＴＯＬ・Ｆ
    に基づいて求められ、包括的な平均値（ＭＩＴＴ）が包括的な最小値（ＭＩＮ）よりも包括的な最大値（ＭＡＸ）の近くにある場合、式
    Ｋ＝ＭＩＮ＋ＴＯＬ・Ｆ
    に基づいて求められ、ただしＭＩＮは包括的な最小値（ＭＩＮ）、ＭＡＸは包括的な最大値（ＭＡＸ）、ＴＯＬは許容誤差値、Ｆは０と１との間の係数であることを特徴とする請求項１４記載の制御方法。
16. 係数（Ｆ）が可変であることを特徴とする請求項１５記載の制御方法。
17. 係数（Ｆ）が、誘導軸の位置値の時間微分および包括的な最小値（ＭＩＮ）の時間微分もしくは包括的な最大値（ＭＡＸ）の時間微分に依存することを特徴とする請求項１６記載の制御方法。
18. 各追従軸（１）について、追従軸（１）の最終的な位置目標値（δｐ^*）が、少なくとも現在の制御行程の位置実際値（ｐ）、すぐ前の制御行程の位置実際値（ｐ）と位置目標値（ｐ^*）との差、偏差値（Ｋ）、係数（Ｆ）および誘導軸の位置値の時間的変化に基づいて求められることを特徴とする請求項１５，１６又は１７記載の制御方法。
19. 請求項１乃至１８の１つに記載の制御方法を実施するためのコンピュータ（３，４）用のコンピュータプログラム（７，９）が記憶されているデータ担体。
20. 請求項１９記載のデータ担体（６，８）を有するコンピュータ。

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