JP5012657B2 - 運動指令生成装置 - Google Patents
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Description
図1は、この発明の実施の形態1による運動指令生成装置を適用した駆動制御システムの構成を示すブロック図である。図において、本実施の形態による運動指令生成装置1は、入力部(図示せず)において各種動作条件が入力として与えられると、制御のための目標値となる運動指令値を生成し、駆動制御装置2へ運動指令値を出力する。駆動制御装置2は、制御対象3の運動が、入力部で与えられた運動指令値に一致、または追従するように、制御を行う。ここで、動作条件とは、制御対象3の動作を規定する条件であり、位置、角度などの状態値と、その時間微分値に対する線形の条件式によって表現され、例えば、位置、速度、加速度等の技術的性質を用いて条件付けられるものを言う。
とする。ここで、Kは、適当な自然数である。Kは、対象をいくつの基本関数で表現するかを定める数である。例えば、K=20と与える。wkは未知の重み係数である。本実施の形態による運動指令生成装置1においては、基本関数αk(t)を、以下のような、t=tck(0≦tck≦tf)に中心を持つ、幅が2Δtの三角波として与える。
線形計画問題設定部11においては、前述の動作条件をもとに、未知変数である重み係数wkに対する線形の制約条件および評価指標を設定する。
まず、境界条件式(1)、(2)に式(16)、(18)、(19)を適用し、以下の4個の線形等式制約条件を得る。
本発明が適用の対象とするような駆動制御システムにおいては、制御対象3に含まれる低剛性要素に起因して、駆動により、望ましくない振動が励起し、駆動後にも振動が残ってしまう場合がある。本実施の形態においては、そのような振動を励起させないような運動指令値を生成するための運動指令生成装置1について説明する。
本実施の形態による運動指令生成装置1の構成は、前記実施の形態1と同一であり、線形計画問題設定部11の働きの一部のみが異なる。
柔軟要素を含む場合の最も単純な運動モデルは、その柔軟要素の位置をφとおくと、以下のように与えられる。
実施の形態2では、対象とする振動モードの振動数ωが既知(ほぼ完全にわかっている)であることを前提として、駆動終了後の振動を抑えるような指令値を生成した。しかし、実際にはωとしては、ある程度の不確定性を含んだ推定値を用いるしかない場合も多い。図7に、前記図5の運動指令値に対して、振動数ωに誤差がない場合、および、10%、20%の誤差がある場合の振動モード座標qの時間履歴を重ねて示す。図において、0%として示した実線が、誤差のない場合であり、これは図6の時間履歴と同じものである。この図が示すように、振動数ωに誤差がある場合には、駆動終了時の振幅に制約を課すのみでは、振動が大きくなってしまう場合がある。
Claims (5)
- 制御対象を運動させる運動指令値を生成する運動指令生成装置において、
前記制御対象の動作条件が入力される入力部と、
時間に依存した関数である複数の基本関数と前記複数の基本関数毎に未知の重み係数を乗じて足し合わせた重み付き線形和によって前記運動指令値を表した線形和情報を作成し、前記動作条件に応じて前記重み係数を含む最適化変数に対する線形の等式及び不等式によって制約条件及び評価指標を表した線形計画問題を作成して線形計画問題情報として記憶する線形計画問題設定部と、
前記線形計画問題情報が表す前記線形計画問題を解くことによって、前記重み係数を求める重み係数算出部と、
前記線形和情報に基づき前記基本関数も前記重み係数算出部で求めた重み係数を乗じて足し合わせた重み付き線形和によって前記運動指令値を算出する指令値算出部とを備えた運動指令生成装置。 - 基本関数は、三角波であることを特徴とする請求項1に記載の運動指令生成装置。
- 最適化変数は、制御対象の位置の3階以下の時間の微係数の上下限値を含み、
評価指標は、前記上下限値の線形関数であることを特徴とする請求項1または2に記載の運動指令生成装置。 - 重み係数に関する制約条件は、制御対象の振動モードの振幅、または前記振動モードの振幅の3階以下の微係数の取り得る範囲を表す線形不等式を含むことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の運動指令生成装置。
- 最適化変数は、制御対象の振動モードの振幅、または前記振動モードの振幅の3階以下の微係数の上下限値を含み、
評価指標は、前記上下限値の線形関数であることを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の運動指令生成装置。
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