JP5947732B2 - 制御システム、外乱推定システム、制御方法、制御プログラム及び設計方法 - Google Patents
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Description
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数α及びβを夫々乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数γ及びδを夫々乗算し、該乗算結果を加算しており、前記所定係数α、β、γ、δは、前記制御対象における伝達関数を剛体モードと共振モードの積の形式に分離しない式に基づいて、設定してもよい。
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、前記所定係数α、β、γ、δを、下記(13)式に基づいて設定してもよい。
この一態様において、前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記駆動手段の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記制御対象の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、該乗算結果を加算することで共振を相殺した加算結果に基づいて、外乱推定値を算出する外乱オブザーバを更に備えていてもよい。
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、前記外乱オブザーバにより算出された外乱推定値に基づいて前記駆動手段に対するトルク指令値を生成してもよい。
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、下記(15)式に基づいて、前記共振成分を含まない角速度を算出し、前記外乱オブザーバに出力してもよい。
この一態様において、前記外乱オブザーバは、下記(16)及び(17)式に基づいて前記外乱推定値を算出してもよい。
この一態様において、前記制御対象の角度情報または位置情報を検出する少なくとも1つ以上の前記第2検出手段を備え、前記自己共振相殺制御手段は、前記制御対象及び駆動手段に関する複数の慣性系に対して、夫々、運動方程式を算出し該算出した運動方程式を足し合わせて生成した共振成分を含まない式に基づいて生成したフィードバック制御器を含んでいても良い。
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び少なくとも1つ以上の前記第2検出手段により検出されフィードバックされた角度情報または位置情報に第1制御ゲインを夫々乗算した各値と、入力される角度指令値に第2制御ゲインを乗算した値と、の偏差を夫々算出し、該各偏差を加算した値に基づいて、前記駆動手段に対するトルク指令値を生成する、または、入力される角度指令値と第2検出手段により検出されフィードバックされた角度情報の偏差に第1制御ゲインを夫々乗算し、それらを加算した値に基づいて、前記駆動手段に対するトルク指令値を生成してもよい。
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び少なくとも1つ以上の前記第2検出手段により検出されフィードバックされた角度情報または位置情報に第1制御ゲインを夫々乗算した各値と、入力される角度指令値に第2制御ゲインを乗算した値と、の偏差を夫々算出し、該各偏差を加算した値に基づいて、前記駆動手段に対する第1トルク指令値を生成し、前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び少なくとも1つ以上の第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に第3制御ゲインを夫々乗算し、該各乗算値を加算した値を、前記外乱オブザーバに出力し、前記外乱オブザーバは、前記自己共振相殺制御手段から出力された値に基づいて外乱推定値を生成してもよい。
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、前記外乱オブザーバからの外乱推定値と、前記生成した第1トルク指令値と、に基づいて第2トルク指令値を生成してもよい。
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、前記生成した第2トルク指令値を前記外乱オブザーバに出力し、前記外乱オブザーバは、前記自己共振相殺制御手段からの第2トルク指令値と、前記各乗算値を加算した値と、に基づいて、前記外乱推定値を生成してもよい。
この一態様において、下記(29)式に示す慣性系のn個の運動方程式を足し合わせて前記共振成分を含まない式を生成してもよい。
この一態様において、前記制御対象の加速度情報を検出する加速度センサ及び/又はジャイロセンサを更に備え、前記加速度センサ及び/又はジャイロセンサにより検出された加速度情報及び/又は角速度情報に基づいて、前記制御対象の角度情報又は位置情報を算出してもよい。
この一態様において、前記制御対象は、ロボットの可動部であってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、制御対象を駆動する駆動手段と、前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する第2検出手段と、前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数を乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数を乗算し、該乗算結果を加算することで共振を相殺した加算結果に基づいて、外乱推定値を算出する外乱オブザーバと、を備えることを特徴とする外乱推定システムであってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、制御対象を駆動する駆動手段と、前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する第2検出手段と、前記第1及び第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数を乗算し該乗算結果を加算することで共振を相殺する自己共振相殺制御手段と、を備える制御システムであって、前記自己共振相殺制御手段は、前記制御対象及び駆動手段に関する複数の慣性系に対して、夫々、運動方程式を算出し該算出した運動方程式を足し合わせて生成した共振成分を含まない式に基づいて生成したフィードバック制御器を含む、ことを特徴とする制御システムであってもよい。
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び少なくとも1つ以上の第2検出手段により検出されフィードバックされた角度情報に第1制御ゲインを夫々乗算した各値と、入力される角度指令値に第2制御ゲインを乗算した値と、の偏差を夫々算出し、該各偏差を加算した値に基づいて、前記駆動手段に対するトルク指令値を生成してもよい。
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び少なくとも1つ以上の第2検出手段により検出されフィードバックされた角度情報または位置情報に第1制御ゲインを夫々乗算した各値と、入力される角度指令値に第2制御ゲインを乗算した値と、の偏差を夫々算出し、該各偏差を加算した値に基づいて、前記駆動手段に対する第1トルク指令値を生成し、前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び複数の前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に第3制御ゲインを夫々乗算し、該各乗算値を加算した値を、前記外乱オブザーバに出力し、前記外乱オブザーバは、前記自己共振相殺制御手段から出力された値に基づいて外乱推定値を生成してもよい。
この一態様において、前記自己共振相殺制御手段は、前記外乱オブザーバからの外乱推定値と、前記生成した第1トルク指令値と、に基づいて第2トルク指令値を生成してもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、制御対象を駆動する駆動手段と、前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する第2検出手段と、を備える制御システムの制御方法であって、前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記駆動手段の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記制御対象の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、該乗算結果を加算することで共振を相殺する、ことを特徴とする制御システムの制御方法であってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、制御対象を駆動する駆動手段と、前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する第2検出手段と、を備える制御システムの制御プログラムであって、前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記駆動手段の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記制御対象の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、該乗算結果を加算することで共振を相殺する、処理をコンピュータに実行させる、ことを特徴とする制御システムの制御プログラムであってもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、制御対象を駆動する駆動手段と、前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する複数の第2検出手段と、を備える制御システムの設計方法であって、前記第1及び第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数を乗算し、加算することで共振を相殺する自己共振相殺制御を行う制御システムの設計方法であって、前記制御対象及び駆動手段に関する複数の慣性系に対して、夫々、運動方程式を算出するステップと、該算出した運動方程式を足し合わせ、共振成分を含まない式を生成するステップと、前記生成した式に基づいてフィードバック制御器を生成するステップと、を含む、ことを特徴とする制御システムの設計方法であってもよい。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。本発明の実施の形態1に係る制御システムは、例えば、ロボットの足首関節部、膝関節部、股関節部などの各関節部の駆動を制御するものである。
GOn=PSRCnCFB
PSRCn=1/JMns2 (14)
Q=ωQ/(s+ωQ) (24)式
ωQ=150×2π[rad/sec]
図8は、本実施の形態2に係る制御システムの概略的なシステム構成を示すブロック図である。本実施の形態2に係る制御システム10の制御装置62は、上記実施の形態1に係る2慣性系の自己共振相殺制御部と外乱オブザーバとを組み合わせた自己共振相殺制御外乱オブザーバ(SRCDOB:Self Resonance Cancellation Control Disturbance Observer)63を備える点を特徴とする。これにより、従来の外乱オブザーバではノミナル化が1慣性系に限られ、さらに、自己共振相殺制御では慣性モーメントと粘性係数のモデル化誤差に弱いという2つの問題を同時に解決できる。すなわち、本実施の形態2に係る制御システムにおいて、2慣性系のシステムにおいてモデル変動しても外乱を抑制し制御帯域を向上させることができる。
Q=ωQ/(s+ωQ) (25)式
ωQ=150×2π[rad/sec]
本発明の実施の形態3は、上記実施の形態1に係る自己共振相殺制御部61および上記実施の形態2に係る自己共振相殺制御外乱オブザーバ63を、n慣性系(nは3以上)に適用させた点を特徴とする。例えば、ヒューマノイドロボットの股関節部においては、低周波数に共振が複数表れている。このため、多慣性系のプラントのモデル化誤差にロバストな共振抑制制御が必要となる。これに対し、本実施の形態3に係る自己共振相殺制御部及び自己共振相殺制御外乱オブザーバは、モータ3側の第1角度センサ4だけでなく、負荷側にもn−1個(複数個)の第2角度センサ5を設け、各角度センサ4、5により検出される角度情報に所定係数を乗算し足し合わせることで、n−1の共振を相殺することができる。これにより、軸ねじれや撓みなどが複数個所で発生する場合でも、常時、共振を相殺できるため、制御性能を向上させることができる。
なお、上述した図17及び18に示す自己共振相殺制御及び自己共振相殺制御外乱オブザーバは一例であり、これに限らず、例えば、図17及び18に示すブロック線図を等価変換あるいは、同等の数式変形に基づく制御システムであってもよい。
例えば、上記実施の形態において、制御対象としてロボットの関節部に適用されているが、これに限らず、任意の可動部に適用可能である。
2 関節部
3 モータ
4 第1角度センサ
5 第2角度センサ
6 制御装置
Claims (21)
- 制御対象を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、
前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する第2検出手段と、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記駆動手段の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記制御対象の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、該乗算結果を加算することで共振を相殺する自己共振相殺制御手段と、
を備え、
前記自己共振相殺制御手段は、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数α及びβを夫々乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数γ及びδを夫々乗算し、該乗算結果を加算しており、
前記所定係数α、β、γ、δを、前記制御対象における伝達関数を剛体モードと共振モードの積の形式に分離しない下記式に基づいて設定する、ことを特徴とする制御システム。
α=J Mn
β=B Mn
γ=J Ln /n
δ=B Ln /n
但し、上記式において、B Mn は前記駆動手段の粘性減衰係数のノミナル値、J Mn は前記駆動手段の慣性モーメントのノミナル値、J Ln は前記制御対象の慣性モーメントのノミナル値、B Ln は前記制御対象の粘性係数のノミナル値、nは前記制御対象内のギア比である。 - 請求項1記載の制御システムであって、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記駆動手段の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記制御対象の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、該乗算結果を加算することで共振を相殺した加算結果に基づいて、外乱推定値を算出する外乱オブザーバを更に備える、ことを特徴とする制御システム。 - 請求項2記載の制御システムであって、
前記自己共振相殺制御手段は、前記外乱オブザーバにより算出された外乱推定値に基づいて前記駆動手段に対するトルク指令値を生成する、ことを特徴とする制御システム。 - 請求項2又は3記載の制御システムであって、
前記自己共振相殺制御手段は、下記式に基づいて、前記共振成分を含まない角速度を算出し、前記外乱オブザーバに出力する、ことを特徴とする制御システム。
- 請求項2乃至4のうちいずれか1項記載の制御システムであって、
前記外乱オブザーバは、下記式に基づいて前記外乱推定値を算出する、ことを特徴とする制御システム。
- 請求項2乃至5のうちいずれか1項記載の制御システムであって、
前記制御対象の角度情報または位置情報を検出する少なくとも1つ以上の前記第2検出手段を備え、
前記自己共振相殺制御手段は、前記制御対象及び駆動手段に関する複数の慣性系に対して、夫々、運動方程式を算出し該算出した運動方程式を足し合わせて生成した共振成分を含まない式に基づいて生成したフィードバック制御器を含む、ことを特徴とする制御システム。 - 請求項6記載の制御システムであって、
前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び少なくとも1つ以上の前記第2検出手段により検出されフィードバックされた角度情報または位置情報に第1制御ゲインを夫々乗算した各値と、入力される角度指令値に第2制御ゲインを乗算した値と、の偏差を夫々算出し、該各偏差を加算した値に基づいて、前記駆動手段に対するトルク指令値を生成する、または、入力される角度指令値と第2検出手段により検出されフィードバックされた角度情報の偏差に第1制御ゲインを夫々乗算し、それらを加算した値に基づいて、前記駆動手段に対するトルク指令値を生成する、ことを特徴とする制御システム。 - 請求項6記載の制御システムであって、
前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び少なくとも1つ以上の前記第2検出手段により検出されフィードバックされた角度情報または位置情報に第1制御ゲインを夫々乗算した各値と、入力される角度指令値に第2制御ゲインを乗算した値と、の偏差を夫々算出し、該各偏差を加算した値に基づいて、前記駆動手段に対する第1トルク指令値を生成し、
前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び少なくとも1つ以上の第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に第3制御ゲインを夫々乗算し、該各乗算値を加算した値を、前記外乱オブザーバに出力し、
前記外乱オブザーバは、前記自己共振相殺制御手段から出力された値に基づいて外乱推定値を生成する、ことを特徴とする制御システム。 - 請求項8記載の制御システムであって、
前記自己共振相殺制御手段は、前記外乱オブザーバからの外乱推定値と、前記生成した第1トルク指令値と、に基づいて第2トルク指令値を生成する、ことを特徴とする制御システム。 - 請求項9記載の制御システムであって、
前記自己共振相殺制御手段は、前記生成した第2トルク指令値を前記外乱オブザーバに出力し、
前記外乱オブザーバは、前記自己共振相殺制御手段からの第2トルク指令値と、前記各乗算値を加算した値と、に基づいて、前記外乱推定値を生成する、ことを特徴とする制御システム。 - 請求項6乃至10のうちいずれか1項記載の制御システムであって、
下記式に示す慣性系のn個の運動方程式を足し合わせて前記共振成分を含まない式を生成する、ことを特徴とする制御システム。
- 請求項1乃至11のうちいずれか1項記載の制御システムであって、
前記制御対象の加速度情報を検出する加速度センサ及び/又はジャイロセンサを更に備え、
前記加速度センサ及び/又はジャイロセンサにより検出された加速度情報及び/又は角速度情報に基づいて、前記制御対象の角度情報又は位置情報を算出する、ことを特徴とする制御システム。 - 請求項1乃至12のうちいずれか1項記載の制御システムであって、
前記制御対象は、ロボットの可動部である、ことを特徴とする制御システム。 - 制御対象を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、
前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する第2検出手段と、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数を乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数を乗算し、該乗算結果を加算することで共振を相殺した加算結果に基づいて、外乱推定値を算出する外乱オブザーバと、
を備え、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数α及びβを夫々乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数γ及びδを夫々乗算し、該乗算結果を加算しており、
前記所定係数α、β、γ、δを、前記制御対象における伝達関数を剛体モードと共振モードの積の形式に分離しない下記式に基づいて設定する、ことを特徴とする外乱推定システム。
α=J Mn
β=B Mn
γ=J Ln /n
δ=B Ln /n
但し、上記式において、B Mn は前記駆動手段の粘性減衰係数のノミナル値、J Mn は前記駆動手段の慣性モーメントのノミナル値、J Ln は前記制御対象の慣性モーメントのノミナル値、B Ln は前記制御対象の粘性係数のノミナル値、nは前記制御対象内のギア比である。 - 制御対象を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、
前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する第2検出手段と、
前記第1及び第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数を乗算し該乗算結果を加算することで共振を相殺する自己共振相殺制御手段と、
を備える制御システムであって、
前記自己共振相殺制御手段は、前記制御対象及び駆動手段に関する複数の慣性系に対して、夫々、運動方程式を算出し該算出した運動方程式を足し合わせて生成した共振成分を含まない式に基づいて生成したフィードバック制御器を含み、
前記自己共振相殺制御手段は、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数α及びβを夫々乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数γ及びδを夫々乗算し、該乗算結果を加算しており、
前記所定係数α、β、γ、δを、前記制御対象における伝達関数を剛体モードと共振モードの積の形式に分離しない下記式に基づいて設定する、ことを特徴とする制御システム。
α=J Mn
β=B Mn
γ=J Ln /n
δ=B Ln /n
但し、上記式において、B Mn は前記駆動手段の粘性減衰係数のノミナル値、J Mn は前記駆動手段の慣性モーメントのノミナル値、J Ln は前記制御対象の慣性モーメントのノミナル値、B Ln は前記制御対象の粘性係数のノミナル値、nは前記制御対象内のギア比である。 - 請求項15記載の制御システムであって、
前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び少なくとも1つ以上の第2検出手段により検出されフィードバックされた角度情報に第1制御ゲインを夫々乗算した各値と、入力される角度指令値に第2制御ゲインを乗算した値と、の偏差を夫々算出し、該各偏差を加算した値に基づいて、前記駆動手段に対するトルク指令値を生成する、ことを特徴とする制御システム。 - 請求項15記載の制御システムであって、
前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び少なくとも1つ以上の第2検出手段により検出されフィードバックされた角度情報または位置情報に第1制御ゲインを夫々乗算した各値と、入力される角度指令値に第2制御ゲインを乗算した値と、の偏差を夫々算出し、該各偏差を加算した値に基づいて、前記駆動手段に対する第1トルク指令値を生成し、
前記自己共振相殺制御手段は、前記第1及び複数の前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に第3制御ゲインを夫々乗算し、該各乗算値を加算した値を、出力し、
前記自己共振相殺制御手段から出力された値に基づいて外乱推定値を生成する外乱オブザーバを更に備える、ことを特徴とする制御システム。 - 請求項17記載の制御システムであって、
前記自己共振相殺制御手段は、前記外乱オブザーバからの外乱推定値と、前記生成した第1トルク指令値と、に基づいて第2トルク指令値を生成する、
ことを特徴とする制御システム。 - 制御対象を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、
前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する第2検出手段と、を備える制御システムの制御方法であって、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記駆動手段の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記制御対象の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、該乗算結果を加算することで共振を相殺し、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数α及びβを夫々乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数γ及びδを夫々乗算し、該乗算結果を加算しており、
前記所定係数α、β、γ、δを、前記制御対象における伝達関数を剛体モードと共振モードの積の形式に分離しない下記式に基づいて設定する、ことを特徴とする制御システムの制御方法。
α=J Mn
β=B Mn
γ=J Ln /n
δ=B Ln /n
但し、上記式において、B Mn は前記駆動手段の粘性減衰係数のノミナル値、J Mn は前記駆動手段の慣性モーメントのノミナル値、J Ln は前記制御対象の慣性モーメントのノミナル値、B Ln は前記制御対象の粘性係数のノミナル値、nは前記制御対象内のギア比である。 - 制御対象を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、
前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する第2検出手段と、を備える制御システムの制御プログラムであって、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記駆動手段の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して前記制御対象の慣性及び粘性に関する所定係数を乗算し、該乗算結果を加算することで共振を相殺する、処理をコンピュータに実行させ、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数α及びβを夫々乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数γ及びδを夫々乗算し、該乗算結果を加算しており、
前記所定係数α、β、γ、δを、前記制御対象における伝達関数を剛体モードと共振モードの積の形式に分離しない下記式に基づいて設定する、ことを特徴とする制御システムの制御プログラム。
α=J Mn
β=B Mn
γ=J Ln /n
δ=B Ln /n
但し、上記式において、B Mn は前記駆動手段の粘性減衰係数のノミナル値、J Mn は前記駆動手段の慣性モーメントのノミナル値、J Ln は前記制御対象の慣性モーメントのノミナル値、B Ln は前記制御対象の粘性係数のノミナル値、nは前記制御対象内のギア比である。 - 制御対象を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段側に設けられ該駆動手段側の角度情報または位置情報を検出する第1検出手段と、
前記制御対象側に設けられ該制御対象側の角度情報または位置情報を検出する複数の第2検出手段と、を備える制御システムの設計方法であって、
前記第1及び第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数を乗算し、加算することで共振を相殺する自己共振相殺制御を行う制御システムの設計方法であって、
前記制御対象及び駆動手段に関する複数の慣性系に対して、夫々、運動方程式を算出するステップと、
該算出した運動方程式を足し合わせ、共振成分を含まない式を生成するステップと、
前記生成した式に基づいてフィードバック制御器を生成するステップと、
を含み、
前記第1検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数α及びβを夫々乗算し、前記第2検出手段により検出された角度情報または位置情報に対して所定係数γ及びδを夫々乗算し、該乗算結果を加算しており、
前記所定係数α、β、γ、δを、前記制御対象における伝達関数を剛体モードと共振モードの積の形式に分離しない下記式に基づいて設定する、ことを特徴とする制御システムの設計方法。
α=J Mn
β=B Mn
γ=J Ln /n
δ=B Ln /n
但し、上記式において、B Mn は前記駆動手段の粘性減衰係数のノミナル値、J Mn は前記駆動手段の慣性モーメントのノミナル値、J Ln は前記制御対象の慣性モーメントのノミナル値、B Ln は前記制御対象の粘性係数のノミナル値、nは前記制御対象内のギア比である。
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