JP6394724B2 - サーボパラメータ調整装置およびサーボパラメータ調整方法 - Google Patents

サーボパラメータ調整装置およびサーボパラメータ調整方法 Download PDF

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Description

本発明は、サーボパラメータ調整装置およびサーボパラメータ調整方法に関する。
従来、制御対象の位置や方位、姿勢等を制御量として目標値に追従するようにサーボ制御が行われるＦＡ（Factory Automation）分野、ロボット分野等においては、サーボパラメータ調整装置を用いる場合がある。制御対象のサーボ制御は、制御対象を駆動するモータ、および、目標値に追従するようモータを自動制御するサーボ制御装置を介して行われる。サーボ制御装置においては、接続されたサーボパラメータ調整装置を介し、制御対象の種別、制御方式の種別、制御対象を駆動するモータの特性等に応じて、モータを制御するサーボ制御パラメータ（サーボパラメータ）が調整される。
サーボパラメータ調整装置においては、例えば、サーボ制御時の、モータの出力トルクを制限するトルクフィルタ、機械的共振を抑制するノッチフィルタの特性（サーボパラメータ）が最適になるように調整される。サーボ制御装置は、例えば、予め設定されたサーボパラメータに従ってモータの速度制御を行い、制御下におけるモータ速度を計測する。サーボパラメータ調整装置は、計測されたモータ速度のデータに基づいてＦＦＴ（Fast Fourier Transform）解析を行い、解析結果をＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等の画面上にボード線図として表示する。
サーボパラメータ調整装置の利用者（以下、「ユーザ」とも称す）は、ボード線図に表示された周波数特性、位相特性を参照し、例えば、モータの応答特性が機械的共振を抑制するようにノッチフィルタのサーボパラメータを設定する。ユーザは、例えば、設定後のノッチフィルタ特性に基づいて応答特性のシミュレーション解析を行い、解析の結果として調整されたフィルタ特性をサーボパラメータに反映させる。サーボ制御装置では、調整後のサーボパラメータに基づいてモータの速度制御が行われ、調整後のフィルタ効果の確認が行われる。
なお、本明細書で説明する技術に関連する技術が記載されている先行技術文献としては、以下の特許文献が存在している。
特許第５１７２０５１号公報
ところで、機械的共振を抑制するフィルタ特性の調整を行う際には、ユーザは、周波数特性からゲイン値がピークになる共振周波数の正確な読取りが求められていた。そして、シミュレーション解析を行う際には、ユーザは、所望のフィルタ特性を得るために、上記読取った共振周波数や阻止帯域幅の狭さ（Ｑ値（Quality Factor）の高さ）、抑制度（深さ）等をサーボパラメータ調整装置に手入力で設定することが求められていた。シミュレーション解析が繰り返される場合には、シミュレーションの実行の都度、フィルタ特性調整のための上記手入力操作を行った上でシミュレーション実行のためのボタン操作が行われていた。
本発明は上記の課題を考慮してなされたものであり、サーボパラメータ調整装置の、サ
ーボ制御に係るパラメータ調整時におけるユーザビリティを向上させる技術の提供を目的とする。
本発明は、サーボパラメータ調整装置によって例示される。
すなわち、サーボパラメータ調整装置は、
制御対象を駆動するモータのサーボ制御装置に設定されるサーボパラメータを調整するための調整画面を表示する手段と、前記調整画面に表示されたスライダーバーのスライド操作に伴う操作方向および操作量に応じて可変する前記サーボパラメータの設定値を受け付ける受付手段と、所定のサーボパラメータに従って行われた前記モータの速度制御または位置制御の応答特性のＦＦＴ解析を行うと共に、前記応答特性のＦＦＴ解析の結果を前記調整画面に表示するための周波数特性および位相特性のグラフデータを生成する演算手段と、前記演算手段で生成されたグラフデータに基づいて、前記調整画面の所定領域に前記周波数特性および位相特性を表示する表示制御手段と、を備え、
前記演算手段は、前記スライダーバーのスライド操作の期間中に受け付けた前記サーボパラメータの設定値を前記速度制御または位置制御の応答特性のＦＦＴ解析結果に反映したシミュレーションを行うと共に、前記シミュレーションされた周波数特性および位相特性のグラフデータを生成し、前記表示制御手段は、前記シミュレーションされた周波数特性および位相特性のグラフデータに基づいて前記調整画面の周波数特性および位相特性の表示を更新することを特徴とする。
かかる構成によれば、トルクフィルタ、ノッチフィルタの特性を調整する際に、トルクフィルタ、ノッチフィルタ効果を予測するためのシミュレーショングラフを、調整画面に表示されたスライダーバーの操作量に応じて更新することが可能になる。上記フィルタ特性を調整するユーザにおいては、スライダーバーの操作量に応じて変化するシミュレーショングラフの形状に基づいてサーボパラメータの調整が行えるため、容易且つ短時間でフィルタ特性が調整できる。
また、本発明においては、前記演算手段は、前記スライダーバーのスライド操作の期間中は、ＦＦＴ解析の際の周波数分解能の精度を低下させてシミュレーションを行うようにしてもよい。また、前記演算手段は、前記スライダーバーのスライド操作の期間中は、ＦＦＴ解析の際に使用した周波数範囲を制限してシミュレーションを行うようにしてもよい。かかる構成によれば、シミュレーション時の演算負荷を軽減し、シミュレーショングラフの更新表示の即応性を高めることができる。
また、本発明においては、前記受付手段は、前記調整画面の所定領域に表示された周波数特性および位相特性のグラフデータに重畳して表示された複数のメジャーリングカーソル操作に伴う指示方向および指示位置に応じて可変する前記サーボパラメータの設定値を受け付けるようにしてもよい。かかる構成によれば、ノッチフィルタ効果を予測するためのシミュレーショングラフ形状に従って、複数のメジャーリングカーソルを操作し、グラフィカルにノッチフィルタ形状が設定できる。
また、本発明においては、前記受付手段は、前記調整画面に表示されたスライダーバーのスライド操作に伴う操作方向および操作量と、前記スライダーバーの両端に設けられた微小調整用ボタンの操作量とに応じて可変する前記サーボパラメータの設定値を受け付けるようにしてもよい。かかる構成によれば、スライダーバーと微小調整用ボタンとの操作量を用いて、サーボパラメータの設定値に対する設定精度が向上できる。
また、本発明においては、前記受付手段は、前記調整画面の所定領域に表示された周波数特性および位相特性のグラフデータに重畳して表示されたカーソルへの所定操作入力を
受け付け、前記表示制御手段は、前記所定操作入力が行われた際のカーソルの指示する周波数を中心として前記周波数特性および位相特性のグラフデータの拡大表示または縮小表示を行うようにしてもよい。かかる構成によれば、マウス等のクリック操作やホイール操作を用いた、ノッチフィルタの中心周波数が設定される機械的共振ピーク付近の拡大表示・縮小表示操作が容易になる。
また、本発明においては、前記受付手段は、前記周波数特性および位相特性のグラフデータの拡大表示または縮小表示が行われる場合には、前記拡大表示の相対比率または前記縮小表示の相対比率に対応付けて前記スライダーバーのスライド操作に伴う操作量を変換して受け付けるようにしてもよい。かかる構成によれば、スライダーバーのスライド操作に伴う操作量が、表示の拡大比率・縮小比率に対応できるため、フィルタ特性の周波数設定調整が容易になる。
また、本発明においては、前記受付手段は、前記調整画面に表示された所定のサーボパラメータに対する調整選択を受け付け、前記表示制御手段は、前記調整選択を受け付けた前記所定のサーボパラメータの種別に応じて前記調整画面に表示される表示対象を制限するようにしてもよい。かかる構成によれば、シミュレーション更新表示時の処理負荷が軽減でき、ノッチフィルタ特性を調整するユーザには、調整画面に表示された複数の表示情報の中から必要最小限の表示情報が提示できる。
また、本発明においては、前記表示制御手段は、前記周波数特性のグラフデータから前記速度制御に係るゲイン値がピークになるピーク周波数を低周波数領域から探索すると共に、探索された前記ピーク周波数を調整対象とするサーボパラメータの、スライド操作されるスライダーバーの初期値に設定表示するようにしてもよい。かかる構成によれば、ノッチフィルタの中心周波数が設定される機械的共振ピークが自動で特定できる。また、ユーザは、設定された初期値を指標としてノッチフィルタ特性のフィルタ幅、フィルタ深さを設定できるため、容易且つ短時間でノッチフィルタ特性が調整できる。
また、本発明においては、前記表示制御手段は、探索された前記ピーク周波数が複数に存在するときには、前記ピーク周波数の低い順に選別し、選別された前記ピーク周波数を調整対象とするサーボパラメータのスライド操作されるスライダーバーの初期値に設定表示するようにしてもよい。かかる構成によれば、複数の機械的共振ピークが存在する場合に、ノッチフィルタを設定する調整順番を補助できる。
また、本発明においては、前記表示制御手段は、探索された前記ピーク周波数をスライダーバーの初期値に設定表示されたサーボパラメータの調整状態が所定条件を満たす場合には、少なくとも前記ピーク周波数を中心とする所定周波数範囲のグラフデータを抽出し拡大表示するようにしてもよい。かかる構成によれば、ノッチフィルタ特性の調整時に必要な周波数範囲を限定して拡大表示できるため、フィルタ幅、フィルタ深さの調整容易性を向上できる。
また、本発明においては、前記表示制御手段は、前記拡大表示されたグラフデータと共に抽出前のグラフデータを表示するようにしてもよい。かかる構成によれば、グラフ表示された周波数範囲の中の、ノッチフィルタ設定の対象となる周波数帯域の位置づけを確認しながらフィルタ特性が調整できる。
また、本発明においては、前記表示制御手段は、前記拡大表示されたグラフデータと共に表示する抽出前のグラフデータの周波数範囲を制限するようにしてもよい。かかる構成によれば、グラフデータの表示される領域サイズが制限される場合であっても、フィルタ特性調整時に必要な最小限の情報を表示することが可能になる。
また、本発明においては、前記表示制御手段は、前記拡大表示されたグラフデータと共に表示する抽出前のグラフデータの周波数下限値を速度制御に係る速度比例ゲイン近傍に制限するようにしてもよい。かかる構成によれば、フィルタ特性調整時に必要な速度比例ゲインの設定周波数を含み、フィルタ特性が調整できる。
また、本発明においては、前記受付手段は、前記スライダーバーの操作量が周波数のときには、前記周波数を対数変換した対数周波数を設定値として受け付けるようにしてもよい。かかる構成によれば、スライダーバー操作時の即応性を高め、フィルタ特性の周波数設定調整が容易になる。
また、本発明においては、前記受付手段は、前記スライダーバーのスライド操作を介して受け付けた前記サーボパラメータを保持するようにしてもよい。かかる構成によれば、保持されたノッチフィルタの特性が再利用できる。
また、本発明は、サーボパラメータ調整装置が、
制御対象を駆動するモータのサーボ制御装置に設定されるサーボパラメータを調整するための調整画面を表示するステップと、前記調整画面に表示されたスライダーバーのスライド操作に伴う操作方向および操作量に応じて可変する前記サーボパラメータの設定値を受け付ける受付ステップと、所定のサーボパラメータに従って行われた前記モータの速度制御または位置制御の応答特性のＦＦＴ解析を行うと共に、前記応答特性のＦＦＴ解析の結果を前記調整画面に表示するための周波数特性および位相特性のグラフデータを生成する演算ステップと、前記演算ステップで生成されたグラフデータに基づいて、前記調整画面の所定領域に前記周波数特性および位相特性を表示する表示制御ステップと、を実行し、
前記演算ステップでは、前記スライダーバーのスライド操作の期間中に受け付けた前記サーボパラメータの設定値を前記速度制御または位置制御の応答特性のＦＦＴ解析結果に反映したシミュレーションを行うと共に、前記シミュレーションされた周波数特性および位相特性のグラフデータを生成し、
前記表示制御ステップでは、前記シミュレーションされた周波数特性および位相特性のグラフデータに基づいて前記調整画面の周波数特性および位相特性の表示を更新する、
ことを実行するサーボパラメータ調整方法であってもよい。
なお、本発明は、上記手段や処理の少なくとも一部を含むサーボパラメータ調整装置として特定することができる。上記処理や手段は、技術的な矛盾が生じない限りにおいて、自由に組み合わせて実施することができる。
本発明によれば、サーボパラメータ調整装置の、サーボ制御に係るパラメータ調整時におけるユーザビリティを向上させることができる。
実施形態に係るサーボパラメータ調整装置の構成例を示す図である。 サーボパラメータ調整装置のハードウェア構成例を示す図である。 実施形態に係るサーボパラメータ調整画面の一例を示す図である。 ピーク探索された共振周波数のスライダーバーへの初期値設定が行われた調整画面の一例を示す図である。 ノッチフィルタのシミュレーション時の調整画面の一例を示す図である。 ノッチフィルタ調整用全体表示およびノッチフィルタ調整用拡大表示の画面例を示す図である。 ノッチフィルタ調整用全体表示およびノッチフィルタ調整用拡大表示の画面例を示す図である。 ノッチフィルタ調整用全体表示に用いる周波数範囲の制限を説明する図である。 ノッチフィルタの形状に従ってフィルタ特性を設定する操作を説明する図である。 ボード線図に表示された応答特性の拡大・縮小を説明する図である。 拡大・縮小操作時における表示範囲の限定を説明する図である。 実施形態に係るユーザインターフェース処理の一例を示すフローチャートである。
以下、図面を参照して、一実施形態に係るサーボパラメータ調整装置について説明する。以下の実施形態の構成は例示であり、本サーボパラメータ調整装置は実施形態の構成には限定されない。
＜１．装置構成＞
図１は、本実施形態に係るサーボパラメータ調整装置１０の構成例を示す図である。図１に示すように、サーボパラメータ調整装置（以下、単に「調整装置」とも称す）１０は、ＬＡＮ（Local Area Network）等のネットワークを介してサーボ制御装置（以下、単に「制御装置」とも称す）２０に接続する。
制御装置２０には、制御対象を駆動するモータ、制御対象の位置や方位、姿勢、モータ速度等を制御量として検出する各種のセンサが接続する。制御装置２０においては、サーボパラメータに従って、各種のセンサを介して検出された制御量と目標値との偏差に応じたモータのサーボ制御が行われる。サーボ制御の制御方式として、例えば、ＰＩＤ（Proportional-Integral-Differential）制御が採用される。ＰＩＤ制御により、例えば、制御対象を駆動するモータは、検出されたモータ速度（制御量）をフィードバックさせて目標値に追従するように自動制御される。制御装置２０に接続する調整装置１０は、ユーザの操作入力に基づいて、制御装置２０に設定されたサーボパラメータを調整する。調整後の制御装置２０には、制御対象の種別、制御方式の種別、制御対象を駆動するモータの特性等に応じて適切に調整されたサーボパラメータが設定される。
制御装置２０は、サーボパラメータや各種のセンサを介して検出されたデータを保持するメモリを有する。メモリの記憶領域には、センサを介して計測された計測データが保持されるＦＦＴの入出力データ２０ａ、サーボパラメータが保持されるパラメータ２０ｂが設けられる。サーボパラメータの調整時には、制御装置２０は、パラメータ２０ｂに設定されたサーボパラメータに従ってモータのサーボ制御を行うと共に、センサを介して検出された各種の計測データをＦＦＴの入出力データ２０ａに格納する。
本実施形態に係る調整装置１０は、取得部１０１と、演算部１０２と、表示部１０３と、パラメータ設定部１０４とを機能構成に含む。調整装置１０は、例えば、図２に示すハードウェア構成を有するＰＣ（Personal Computer）等のコンピュータとして提供される
。
図２の調整装置１０は、接続バス１６によって相互に接続されたＣＰＵ（Central Processing Unit）１１、主記憶装置１２、補助記憶装置１３、通信ＩＦ（Interface）１４、入出力ＩＦ１５を有する。ＣＰＵ１１は、ＭＰＵ（Microprocessor）、プロセッサとも呼ばれる。但し、ＣＰＵ１１は、単一のプロセッサに限定される訳ではなく、マルチプロセッサ構成であってもよい。また、単一のソケットで接続される単一のＣＰＵ１１がマルチ
コア構成であってもよい。主記憶装置１２および補助記憶装置１３は、調整装置１０が読み取り可能な記録媒体である。
調整装置１０は、ＣＰＵ１１が補助記憶装置１３に記憶されたプログラムを主記憶装置１２の作業領域に実行可能に展開し、プログラムの実行を通じて周辺機器の制御を行うことで、所定の目的に合致した機能を提供する。ＣＰＵ１１は、調整装置１０全体の制御を行う中央処理演算装置である。ＣＰＵ１１は、補助記憶装置１３に記憶されたプログラムに従って処理を行う。主記憶装置１２は、ＣＰＵ１１がプログラムやデータをキャッシュしたり、作業領域を展開したりする記憶媒体である。主記憶装置１２は、例えば、フラッシュメモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）を含む。補助記憶装置１３は、ＣＰＵ１１により実行されるプログラムや、動作の設定情報などを記憶する記憶媒体である。補助記憶装置１３は、例えば、ＨＤＤ（Hard-disk Drive）やＳ
ＳＤ（Solid State Drive）、ＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable ROM）、フラッシュメモリ、ＵＳＢメモリ、ＳＤ（Secure Digital）メモリカード等である。通信ＩＦ１４は、調整装置１０に接続するネットワーク等とのインターフェースである。入出力ＩＦ１５は、調整装置１０に接続する機器との間でデータの入出力を行うインターフェースである。なお、上記の構成要素はそれぞれ複数に設けられてもよいし、一部の構成要素を設けないようにしてもよい。
調整装置１０においては、通信ＩＦ１４を介し、ネットワークに接続する制御装置２０との間でサーボパラメータの設定、サーボパラメータ調整時に計測された計測データの取得が行われる。同様にして、入出力ＩＦ１５を介して、ポインティングデバイスやキーボード等の入力デバイスを用いたユーザの操作入力が受け付けられる。ポインティングデバイスには、マウスやタッチパネル等が含まれる。また、入出力ＩＦ１５を介して、ＬＣＤ等の表示デバイスへの表示データや情報が出力される。
調整装置１０は、ＣＰＵ１１のプログラムの実行により、取得部１０１、演算部１０２、表示部１０３、パラメータ設定部１０４の各処理部の機能を提供する。但し、上記処理部の少なくとも一部の処理がＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等によって提供されてもよい。また、上記処理部の
少なくとも一部が、ＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、数値演算プロセッサ
、ベクトルプロセッサ、画像処理プロセッサ等の専用ＬＳＩ（large scale integration
）、その他のデジタル回路であってもよい。また、上記処理部の少なくとも一部にアナログ回路を含むとしてもよい。調整装置１０は、上記処理部が参照し、或いは、管理するデータの格納先として補助記憶装置１３を備える。
本実施形態に係る調整装置１０においては、サーボパラメータ調整時には、ユーザ操作を介してサーボパラメータを調整するためのプログラムが起動する。プログラムの起動に伴い、ＬＣＤ等の表示デバイスには、図３を用いて後述するサーボパラメータ調整画面が表示される。調整装置１０においては、サーボパラメータ調整画面に表示されたボード線図の周波数特性、位相特性に基づいて、モータのサーボ制御に係る応答特性が適切になるように、ユーザの調整作業が行われる。
調整作業では、例えば、ボード線図の周波数特性、位相特性を参照し、モータの出力トルクを制限するトルクフィルタ、機械的共振を抑制するノッチフィルタの特性（サーボパラメータ）が設定変更される。そして、変更後のフィルタ特性に基づく応答特性のシミュレーションが行われ、変更後のフィルタ効果の評価確認が行われる。ユーザは、上記調整作業を繰り返すことで、モータのサーボ制御に係る応答特性の最適化を図る。
本実施形態に係る調整装置１０は、上記取得部１０１、演算部１０２、表示部１０３、
パラメータ設定部１０４の処理機能を提供することで、フィルタ特性の設定変更からシミュレーションが繰り返される調整作業の調整容易性を向上させる。
＜２．処理構成＞
図１の調整装置１０において、取得部１０１は、制御装置２０のＦＦＴの入出力データ２０ａに格納された計測データを取得する。ＦＦＴの入出力データ２０ａには、例えば、サーボパラメータ調整前に設定されたサーボパラメータに従って速度制御されたモータ速度を、１００μｓといった一定の周期間隔で所定期間にわたって計測した計測データが格納される。取得部１０１は、取得した計測データを主記憶装置１２の所定の領域に一時的に記憶し、計測データを演算部１０２に引き渡す。
演算部１０２は、取得部１０１から引き渡された計測データをＦＦＴ解析する。演算部１０２は、例えば、周波数分解能を１．９２Ｈｚとし、サンプリング点数として４０９６ポイントとしてＦＦＴ解析を行う。ＦＦＴ解析の結果、モータのサーボ制御に係る応答特性が得られる。演算部１０２は、応答特性をボード線図（周波数特性、位相特性）に表示するためのデータを生成する。演算部１０２は、生成されたデータを主記憶装置１２の所定の領域に一時的に記憶し、生成されたデータを表示部１０３に引き渡す。
また、演算部１０２は、パラメータ設定部１０４から引き渡されたＰＩＤ制御に係るゲイン値、フィルタ特性に基づいて、モータのサーボ制御に係る応答特性のシミュレーションを行う。演算部１０２においては、シミュレーションに係る演算時間短縮する機能が提供される。演算部１０２が提供する応答特性のシミュレーション時の処理機能については、図３を用いて後述する。応答特性のシミュレーション結果は、シミュレーション時のボード線図としてＬＣＤ等の画面上に表示される。
表示部１０３は、演算部１０２から引き渡されたデータに基づいてボード線図のグラフ表示を行う。表示部１０３は、例えば、後述する図３のボード線図表示領域内に、モータのサーボ制御に係る応答特性の周波数特性、位相特性を描画する。また、表示部１０３は、例えば、パラメータ設定部１０４から引き渡された操作入力に応じて、シミュレーション時のボード線図の表示態様を更新する。表示態様の更新時に提供する表示部１０３の処理機能については、図３を用いて後述する。
パラメータ設定部１０４は、図３に示すサーボパラメータ調整画面内に表示されたＧＵＩ（Graphical User Interface）部品に対する操作入力を受け付ける。ＧＵＩ部品は、例えば、上記画面内に設けられたラジオボタンやスライド操作が可能なスライダーバー等である。また、パラメータ設定部１０４は、ボード線図に表示されたグラフに対するクリック操作等の操作入力を受け付ける。パラメータ設定部１０４は、受け付けた操作入力を操作対象の種別に応じて演算部１０２、表示部１０３に引き渡す。
＜３．処理例＞
以下、図３から図１２の図面を参照し、本実施形態に係る調整装置１０の提供するユーザインターフェースを説明する。図３は、本実施形態に係るサーボパラメータ調整画面の一例である。図３に例示のサーボパラメータ調整画面（以下、「調整画面」とも称す）を介して、制御装置２０のモータのサーボ制御に係るトルクフィルタ、ノッチフィルタの特性（サーボパラメータ）が設定される。
図３の調整画面において、破線で丸囲みされた領域Ａ１には、ボード線図が表示される。ボード線図は、縦軸をゲイン（ｄＢ）、横軸を周波数（Ｈｚ）とする周波数特性、および、縦軸を位相（°）、横軸を周波数（Ｈｚ）とする位相特性で構成される。調整画面においては、破線の丸囲みされた領域Ａ２に示す複数種別の応答特性の中から選択された応
答特性が、領域Ａ１のボード線図にグラフとして表示される。
領域Ａ２の、速度開ループゲイン計測結果、速度開ループ位相計測結果は、制御装置２０から取得した計測データのＦＦＴ解析結果を表す。同様にして、速度開ループゲインシミュレーション、速度開ループ位相シミュレーション、速度閉ループゲインシミュレーション、速度閉ループ位相シミュレーションは、例えば、調整画面を介して設定されたフィルタ特性に基づくシミュレーション結果を表す。
調整画面の左側には、モータのサーボ制御に係るトルクフィルタ、ノッチフィルタの特性（サーボパラメータ）を調整するための領域Ａ３、Ａ４、Ａ５が表示される。各領域は、それぞれ、「ゲイン」、「トルクフィルタ」、「ノッチフィルタ」といった調整項目の名称が記述された名称バーと共に表示される。なお、サーボ制御においては、機械的共振点は複数に存在し得る。このため、ノッチフィルタに対しては複数の調整項目（例えば、ノッチフィルタ１からノッチフィルタ４）が設けられる。ユーザは、例えば、マウスを操作し、調整画面に表示された名称バーに対してカーソル等を重畳させた状態でクリック操作を行い、調整対象のノッチフィルタを選択する。
領域Ａ３には、制御装置２０のＰＩＤ制御に係る速度比例ゲイン、速度積分ゲイン、位置比例ゲインを調整するための領域が表示される。領域Ａ４には、モータの出力トルクを制限するトルクフィルタ（ローパスフィルタ）の遮断周波数を調整するための領域が表示される。領域Ａ５には、機械的共振を抑制するノッチフィルタの特性を調整するための複数の領域が表示される。ノッチフィルタの特性は、ノッチフィルタの中心周波数を示す「周波数」、ノッチフィルタのフィルタ幅を示す「Ｑ値」、ノッチフィルタのフィルタ深さを示す「深さ」により表される。
領域Ａ３、Ａ４、Ａ５には、ＧＵＩ部品として、ユーザのスライド操作が可能なスライダーバーが表示される。スライダーバーの左側には、スライダーバーを介して設定された制御値を表す矩形表示領域（以下、「表示ボックス」とも称す）が設けられる。表示ボックスに表示される値は、スライダーバーの操作方向および操作量に応じて増加・減少する。例えば、領域Ａ５のノッチフィルタの中心周波数に対応付けられたスライダーバーの操作時には、表示ボックススに表示される周波数値が、スライド操作方向とスライド操作の移動量に応じて増加・減少する。
なお、スライダーバーの両端には、スライダーバーで設定された制御値を増加調整、減少調整可能なボタン部品がＧＵＩ部品として表示される。例えば、制御値は、スライダーバーの右端側に設けられたボタン部品へのクリック操作を介して予め定められた単位ステップで増加変化する。同様にして、制御値は、スライダーバーの左端側に設けられたボタン部品へのクリック操作を介して予め定められた単位ステップで減少変化する。ノッチフィルタの中心周波数に対応付けられたスライダーバーの操作時には、ユーザは、例えば、スライダーバーの両端に表示されたボタン部品へのクリック操作を介して、スライド操作に伴う周波数を微小に調整することが可能になる。調整装置１０は、スライダーバーで設定される制御値を精度よく設定することが可能になる。
ここで、スライダーバーの両端に表示されたボタン部品に割当てられる単位ステップの調整量として、例えば、周波数の場合には「０．１Ｈｚ」、Ｑ値の場合には「０．０１」、深さの場合には「１ｄＢ」が例示される。ボタン部品に割当てられる単位ステップの調整量は、スライダーバーの操作対象となる制御量の最小位の数値に連動して調整可能であればよい。
サーボパラメータの調整は、次の手順で行われる。先ず、モータのサーボ制御に係る応
答特性の安定性を確認するために、ユーザは、予め定められたサーボパラメータを制御装置２０に設定し、速度開ループ状態における応答特性を計測する。計測結果は、速度開ループゲイン計測結果および速度開ループ位相計測結果として、領域Ａ１のボード線図にグラフ表示される。速度開ループゲイン計測結果はボード線図の周波数特性グラフ、速度開ループ位相計測結果はボード線図の位相特性グラフとして表示される。
次に、ユーザは、領域Ａ１に表示されたボード線図の各グラフを参照し、モータのサーボ制御に係るトルクフィルタ、ノッチフィルタの特性（サーボパラメータ）を調整する。例えば、トルクフィルタ特性の調整時には、ユーザは、領域Ａ３の名称バー「トルクフィルタ」をクリック操作して調整項目を選定する。そして、ユーザは、周波数特性グラフのゲインの周波数変化を参照し、スライダーバーおよび微小調整用の操作ボタンを介してモータの出力トルクを制限するトルクフィルタの遮断周波数を変更した上で、速度開ループ、速度閉ループにおける応答特性のシミュレーションを適宜に繰り返す。
シミュレーション結果は、例えば、ボード線図上に速度開ループおよび速度閉ループのゲインシミュレーショングラフ、速度開ループおよび速度閉ループの位相シミュレーショングラフとして表示される。各シミュレーショングラフは、例えば、それぞれの表示色を異ならせることで、速度開ループゲイン計測結果および速度開ループ位相計測結果と共に領域Ａ１のボード線図に重畳して表示することができる。
ノッチフィルタ特性の調整時についても同様の作業が行われる。例えば、ユーザは、領域Ａ３の名称バー「ノッチフィルタ１」をクリック操作して調整項目を選定する。そして、ユーザは、周波数特性グラフの機械的共振点を参照し、ノッチフィルタの中心周波数、フィルタ幅（Ｑ値）、フィルタ深さをスライダーバーおよび微小調整用の操作ボタン操作により変更した上で、速度開ループ、速度閉ループにおける応答特性のシミュレーションを適宜に繰り返す。シミュレーション結果は、例えば、速度開ループゲイン計測結果および速度開ループ位相計測結果と共に領域Ａ１のボード線図に重畳して表示される。
ユーザは、各シミュレーションによって、モータのサーボ制御に係る応答特性の安定性が確認された場合には、調整したサーボパラメータを制御装置２０に設定し、速度開ループおよび速度閉ループ状態の応答特性を計測する。計測の結果、所望の応答特性が得られない場合には、ユーザは、調整装置１０を用いて上記手順を繰り返し実行し、適切なサーボパラメータを調整する。
本実施形態に係る調整装置１０は、上記フィルタ特性調整時において、以下のユーザインターフェースを提供する。
（ケース１）
調整装置１０は、上記トルクフィルタ、ノッチフィルタ特性のシミュレーション時において、ユーザのスライダーバーおよび微小調整用の操作ボタンの操作に応じて変化する操作量（遮断周波数、中心周波数、フィルタ幅（Ｑ値）、深さ）を、シミュレーションに反映する。なお、以下では、「スライダーバーおよび微小調整用の操作ボタン」を「スライダーバー等」とも称する。
ノッチフィルタ特性のシミュレーションは、例えば、図３に示す調整画面において、ラジオボタン「有効」時のノッチフィルタの中心周波数、フィルタ幅（Ｑ値）、フィルタ深さの設定値に基づいて行われる。ケース１においては、調整装置１０は、ラジオボタン「有効」時に、スライダーバー等が操作される場合には、操作量に応じて変化する各設定値をリアルタイムに取得し、ボード線図に表示されるシミュレーショングラフに反映させる。
ユーザは、スライダーバー等の操作量に応じて変化するノッチフィルタの形状（中心周波数、フィルタ幅、深さ）を調整画面上で確認しながら、ノッチフィルタの形状が反映されたシミュレーショングラフの形状変化を介して、フィルタ効果を特定できる。調整装置１０は、例えば、ノッチフィルタ設定値、ボード線図に表示されるシミュレーショングラフの形状を確認しながらノッチフィルタ形状（中心周波数、フィルタ幅、深さ）をグラフィカルに調整可能なユーザインターフェースを提供できる。
ケース１の調整装置１０においては、フィルタ特性の効果を確認するためのシミュレーション実行操作、適切なフィルタ特性を設定するための試行錯誤等の調整過程が省略できる。この結果、調整装置１０は、ノッチフィルタ形状の調整に関する調整時間の短縮が可能になり、調整容易性が向上できる。
具体的には、調整装置１０は、例えば、スライダーバー等が操作されている間のシミュレーションに関し、ノッチフィルタ形状を反映させたＦＦＴ解析を行う際の周波数分解能を粗くする。例えば、調整装置１０は、１．９２Ｈｚの周波数分解能を２から４倍の周波数分解能に設定することで、シミュレーションデータのボード線図表示に係る演算時間を短縮する。演算時間の短縮により、調整装置１０は、シミュレーション演算に係る負荷を軽減でき、スライダーバーが操作されている間の、リアルタイムなシミュレーション更新表示が可能になる。
なお、ノッチフィルタ形状は、機械的共振点のピーク周波数に応じてフィルタ幅、フィルタ深さが決定される。このため、調整装置１０は、スライダーバー等が操作されている間のシミュレーションに関し、ノッチフィルタの影響する周波数帯域に限定して周波数特性の演算を行うとしてもよい。
ボード線図に表示されるシミュレーションデータの、ノッチフィルタの影響する周波数帯域外のデータには、例えば、既にＦＦＴ解析が行われた計測結果、あるいは、シミュレーション結果を用いることができる。調整装置１０は、ノッチフィルタの影響する周波数帯域に限定して周波数特性の演算を行うことで、スライダーバー等が操作されている間のシミュレーション更新表示のリアルタイム性を高めることができる。
また、調整装置１０は、ノッチフィルタの周波数を設定するスライダーバーを対数スライダーバーにすることができる。調整装置１０は、スライダーバー操作における周波数設定を対数にすることで、スライダーバーの周波数領域での操作性が向上できる。
（ケース２）
調整装置１０は、ノッチフィルタ特性の調整時には、例えば、領域Ａ１のボード線図に表示される応答特性の種別を限定するとしてもよい。ノッチフィルタ特性の調整には、速度開ループ特性（位相、ゲイン）、速度閉ループ特性（位相、ゲイン）の計測結果が参照される。このため、図３に示す領域Ａ４において、名称バー「ノッチフィルタ＊（＊は１から４までの整数）」が選択された場合には、ボード線図に表示可能な応答特性を速度開ループ特性（位相、ゲイン）、速度閉ループ特性（位相、ゲイン）の計測結果、および、シミュレーションに限定するとしてもよい。
また、調整装置１０は、名称バー「ノッチフィルタ＊（＊は１から４までの整数）」が選択された場合には、領域Ａ３、Ａ４の調整項目を非表示状態とし、領域Ａ５の調整項目に限定して表示するとしてもよい。
調整装置１０は、調整画面に表示される内容を限定することで、シミュレーション更新表示時の表示負荷を軽減し、且つ、ノッチフィルタ特性を調整するユーザには、調整画面
に表示された複数の表示情報の中から必要最小限の表示情報を提示することが可能になる。調整装置１０においては、ノッチフィルタ特性を調整するユーザに対して、調整画面に表示された情報選別への迷いを払しょくできるインターフェースが提供できる。
（ケース３）
ノッチフィルタ特性の調整時において、機械的共振周波数が低い（速度比例ゲインに近い）場合、ノッチフィルタ形状を深く、且つ、フィルタ幅を広く設定すると開ループの応答特性として位相余裕が低下する。位相余裕が低下した場合には、モータをサーボ制御する際の閉ループの応答特性が不安定になり、振動が生じる場合がある。開ループで計測された応答特性において、複数の共振点（共振周波数）が存在する場合には、何れの共振点に対してノッチフィルタを設定し、機械的共振を抑制するための周波数範囲（フィルタ幅、深さ）をどのように設定するのかが分かりにくい。
ケース３の調整装置１０は、ボード線図に表示された周波数特性の、低い周波数からピーク探索を行い機械的共振が存在する際の共振周波数を特定する。そして、調整装置１０は、特定した共振周波数をスライダーバーで操作されるノッチフィルタの中心周波数に初期値として設定する（但し、ラジオボタン「有効」は無効状態にする）。調整装置１０は、ピーク点が複数に存在する場合には、それぞれのピークについて周波数の低い順に、ノッチフィルタ１から設定する。
そして、調整装置１０は、ノッチフィルタのラジオボタン「有効」が選択された場合には、ボード線図が表示される領域Ａ１にノッチフィルタ調整用全体表示とノッチフィルタ調整用拡大表示とを表示する。ここで、ノッチフィルタ調整用拡大表示とは、ノッチフィルタの中心周波数（共振ピーク周波数）付近の周波数範囲を拡大した画面である。
調整装置１０は、共振周波数のピーク探索、探索された共振周波数のスライダーバーへの初期値設定、ラジオボタン「有効」時のノッチフィルタ調整用の拡大画面を提供することで、ユーザのノッチフィルタの設定順番をサポートできる。また、調整装置１０は、ノッチフィルタの周波数範囲（フィルタ幅、深さ）の調整し易さを向上できる。
図４は、共振周波数のピーク探索を介して探索された共振周波数のスライダーバーへの初期値設定が行われた調整画面の一例である。図４の画面構成は、図３と同様である。
図４において、ボード線図の表示領域には、速度開ループゲイン／位相特性および速度閉ループゲイン／位相特性の計測結果が表示されている。速度開ループ特性は実線グラフ、速度閉ループ特性は破線グラフとして表示されている。実線で丸囲みされたＸは、低周波数側の共振点を表し、実線で丸囲みされたＹは、高周波数側の共振点を表す。低周波数側の共振点における周波数は「ＸＸＸＸ．Ｘ」Ｈｚであり、高周波数側の共振点における周波数は「ＹＹＹＹ．Ｙ」Ｈｚである。
調整装置１０は、例えば、ボード線図に表示された計測結果に対して低周波数側からピーク探索を行い、共振点Ｘ、Ｙをそれぞれに特定する。そして、調整装置１０は、特定された各共振点のピーク周波数を、ノッチフィルタ１から順にスライダーバーの初期値として設定する。
図４の、低周波数側の共振点Ｘに対応するノッチフィルタ１の「周波数」を表す表示ボックス内には、共振点Ｘのピーク周波数「ＸＸＸＸ．Ｘ」が初期値設定されている。また、高周波数側の共振点Ｙに対応するノッチフィルタ２の「周波数」を表す表示ボックス内には、共振点Ｙのピーク周波数「ＹＹＹＹ．Ｙ」が初期値設定されている。なお、ピーク探索された共振周波数のスライダーバーへの初期値設定の際には、ノッチフィルタ１およ
び２のラジオボタン「有効」の示す選択状態は無効になる。
図５は、ノッチフィルタ特性調整時の調整画面の一例である。図５のボード線図の表示領域に示す一点鎖線のグラフＮＦ３ａ、ＮＦ３ｂは、それぞれ、調整項目として「ノッチフィルタ３」が選択された場合における速度開ループのゲイン特性、位相特性のシミュレーショングラフを表す。
図４に示す計測結果がボード線図に表示された状態で、ユーザは、例えば、ノッチフィルタ１の周波数、および、ノッチフィルタ２の周波数の表示ボックスに初期値設定された共振点Ｘ、Ｙのピーク周波数を参照しながら、ノッチフィルタ３を調整項目に選択する。そして、ユーザは、例えば、ノッチフィルタ３のフィルタ特性を調整する「周波数」、「Ｑ値」、「深さ」のそれぞれに対応付けられたスライダーバーおよび微小調整用の操作ボタンを操作し、ノッチフィルタ３の特性を示す制御値を設定する。ユーザは、ノッチフィルタ３の特性設定後、例えば、図３に示す領域Ａ２の速度開ループゲインシミュレーション、速度開ループ位相シミュレーションのラジオボタンを選択状態とし、ノッチフィルタ３のラジオボタン「有効」を有効として各シミュレーションを実行する。
調整装置１０は、ノッチフィルタ３の各特性値に基づいて速度開ループゲイン／位相シミュレーションを実行し、実行結果をボード線図の表示領域に表示する。図５に示すように、ノッチフィルタ３に設定された特性値に基づいて行われた速度開ループゲインシミュレーショングラフＮＦ３ａ、速度開ループ位相シミュレーショングラフＮＦ３ｂは、計測結果の速度開ループゲイン／位相特性および速度閉ループゲイン／位相特性の各グラフに重畳して表示される。
図５において、調整装置１０は、ノッチフィルタ３のラジオボタン「有効」が有効状態のまま、各特性を調整するためのスライダーバー等の操作が行われる場合には、操作中の操作量を反映して速度開ループゲイン／位相シミュレーションを実行する。調整画面においては、ボード線図に表示された計測結果のグラフは固定のまま、ノッチフィルタ３の速度開ループゲインシミュレーショングラフＮＦ３ａ、速度開ループ位相シミュレーショングラフＮＦ３ｂは、操作中の操作量が反映されて形状変化する。
図６および図７は、ノッチフィルタ調整用全体表示およびノッチフィルタ調整用拡大表示の画面例を示す図である。図６および図７は、例えば、ボード線図の周波数特性の表示領域に、ノッチフィルタ調整用全体表示（以下、「全体表示」とも称す）およびノッチフィルタ調整用拡大表示（以下、「拡大表示」とも称す）を並設して表示する場合の一例である。図６は、ノッチフィルタ１のラジオボタン「有効」の際の表示形態を表し、図７は、ノッチフィルタ２のラジオボタン「有効」の際の表示形態を表す。
図６に示すように、全体表示においては、ノッチフィルタの調整対象になる複数の共振点（Ｘ１、Ｙ１）が含まれるように周波数特性が表示される。但し、全体表示と拡大表示とが並設される場合には、並設された領域は、ボード線図が表示される表示領域のサイズに制限されることになる。このため、調整装置１０は、例えば、全体表示するための表示単位周波数を粗く（例えば、２０Ｈｚ）して表示するとしてもよい。少なくとも、ノッチフィルタの調整対象になる複数の共振点（Ｘ１、Ｙ１）付近の周波数に対するゲインの変化傾向が判別可能であればよい。
なお、調整装置１０は、全体表示を行う際に、周波数範囲を制限することも可能である。図８は、計測結果の周波数特性から全体表示に用いる周波数範囲を制限する際の説明図である。例えば、ＦＦＴのサンプリング点数を４０９６ポイントとする場合では、周波数特性の表示範囲は、ＦＦＴ分解能の下限値から４０００Ｈｚの周波数範囲で表示される。
図８に示すように、周波数特性からノッチフィルタ調整用全体表示を行う際には、例えば、表示の際の周波数下限値を速度比例ゲイン（Ｋｖｐ）近傍とすることができる。調整装置１０は、ノッチフィルタ調整用全体表示の周波数下限値を速度比例ゲイン（Ｋｖｐ）近傍とすることで、フィルタ効果を確認すべき周波数範囲を特定してユーザに提供することができる。調整装置１０においては、フィルタ効果の確認が容易となり、適切なフィルタ特性の判断に要する時間短縮が期待できる。
図６に戻り、調整装置１０は、全体表示において拡大表示する周波数範囲を矩形枠Ｚ１で表すことができる。例えば、共振点Ｘ１のピーク周波数（共振周波数）は、ノッチフィルタ１のスライダーバーの中心周波数の初期値に設定される。調整装置１０は、ノッチフィルタ１のラジオボタン「有効」の際に、共振点Ｘ１の付近を矩形枠Ｚ１で囲むと共に、矩形枠Ｚ１で囲まれた周波数特性の領域を抽出して拡大表示することができる。
図６の拡大表示においては、調整装置１０は、少なくとも、共振点Ｘ１付近の周波数に対するゲインの変化傾向がノッチフィルタの形状決定において調整容易となるように拡大表示することができる。なお、破線Ｚ２で示すように、調整装置１０は、共振点Ｘ１のピーク周波数（共振周波数）を示す周波数マーカーを表示するとしてもよい。
図７の表示形態においても、図６を用いて説明した全体表示および拡大表示の表示形態が適用される。但し、図７に示すように、共振点Ｙ１のピーク周波数（共振周波数）は、ノッチフィルタ２のスライダーバーの中心周波数の初期値に設定される。このため、矩形枠Ｚ１で囲まれた周波数特性の領域は共振点Ｙ１付近になる。ノッチフィルタ２のラジオボタン「有効」の際には、矩形枠Ｚ１で囲まれた共振点Ｙ１付近の周波数特性の領域が抽出されて拡大表示される。
調整装置１０においては、拡大表示された周波数特性に基づいてノッチフィルタの特性が設定される。調整装置１０においては、例えば、調整されたノッチフィルタの設定を主記憶装置１２の所定の領域に複数回分保持するとしてもよい。調整装置１０においては、例えば、Ｕｎｄｏ機能を介して主記憶装置１２の所定の領域に保持されたノッチフィルタの特性を読み出して再利用することが可能になる。
（ケース４）
ケース１で説明したように、本実施形態においては、ノッチフィルタの特性（中心周波数、Ｑ値、深さ）は、調整画面に表示されたスライダーバー等の操作方向および操作量に基づいて設定される。ここで、ノッチフィルタ特性は、ノッチフィルタの形状に従って設定することが可能である。
図９は、ノッチフィルタの形状に従ってフィルタ特性を設定する操作を説明する図である。図９において、グラフｇ１は、ボード線図に表示された周波数特性のグラフである。破線で示されるＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３は、周波数特性に重畳されて表示されるメジャーリングカーソルを表す。
ケース４においては、調整装置１０は、例えば、ノッチフィルタが調整項目として選択された場合に、ユーザ操作が可能なメジャーリングカーソルＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３を周波数特性に重畳させて表示する。ここで、メジャーリングカーソルＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３は、順に、ノッチフィルタの中心周波数、フィルタ幅、フィルタ深さを特定するためのマーカーである。
調整装置１０は、例えば、周波数特性に重畳されて表示される各メジャーリングカーソ
ルへの、ユーザの選択操作を受け付ける。選択操作は、例えば、各メジャーリングカーソルにカーソルを重畳した状態でのクリック操作により特定される。調整装置１０は、例えば、何れかのメジャーリングカーソルが選択された場合には、マウスホイールの回転方向および操作量に応じて、操作対象のメジャーリングカーソルを移動させる。例えば、メジャーリングカーソルＭＣ１、ＭＣ３は、周波数特性が表示されたボード線図上の周波数領域を左右方向に移動する。また、例えば、メジャーリングカーソルＭＣ２は、周波数特性が表示されたボード線図上のゲイン領域を上下方向に移動する。
調整装置１０は、例えば、メジャーリングカーソルＭＣ１の操作時においては、メジャーリングカーソルＭＣ１の指示する周波数を取得し、周波数設定用のスライダーバーを連動させると共に表示ボックス内に周波数値を表示する。同様に、調整装置１０は、メジャーリングカーソルＭＣ２の操作時における指示値（ゲイン値）を取得し、フィルタ深さ設定用のスライダーバーを連動させると共に表示ボックス内に深さ値を表示する。また、調整装置１０は、メジャーリングカーソルＭＣ３の操作時における指示値（周波数値）を取得し、フィルタ幅設定用のスライダーバーを連動させると共に表示ボックス内にＱ値を表示する。
調整装置１０は、周波数特性に重畳されて表示されるユーザ操作可能なメジャーリングカーソルＭＣ１、ＭＣ２、ＭＣ３を提供することで、ボード線図に表示された周波数特性の減衰形状に応じたノッチフィルタ特性の設定操作を提供できる。調整装置１０においては、ボード線図に表示された周波数特性のグラフ形状に従って、ノッチフィルタ形状を設定することが可能になる。
（ケース５）
調整装置１０においては、計測結果による応答特性、あるいは、シミュレーション結果による応答特性は、ボード線図上にＦＦＴ分解能の下限値から４０００Ｈｚの周波数範囲の周波数特性、位相特性として表示される。調整装置１０は、カーソルを介して指示された応答特性グラフ、位相特性グラフ上の周波数位置を中心として表示範囲の拡大・縮小を行う。
図１０は、ボード線図に表示された応答特性の各グラフについての拡大・縮小を説明する図である。図１０において、グラフｇ１は、計測結果あるいはシミュレーション結果による応答特性グラフを表す。
ケース５においては、調整装置１０は、グラフｇ１上にカーソルを重畳させた状態でのクリック操作を受け付けると共に、カーソルで指示された周波数値を特定する。なお、調整装置１０は、クリック操作を受け付けた際には、破線で示す周波数マーカーＺ３を表示するとしてもよい。図１０において、クリック操作された周波数位置は、２０００Ｈｚと想定する。
調整装置１０は、クリック操作後に行われるマウスホイール操作を受け付け、マウスホイールの回転方向および操作量に応じて、ボード線図に表示された応答特性の表示範囲の拡大・縮小を行う。表示範囲の拡大・縮小は、カーソルで指示された周波数値（周波数マーカーＺ３の表示位置）を中心として行われる。なお、表示範囲の拡大・縮小においては、ゲイン値および位相値の表示範囲は変化させず、周波数範囲を変化させる。
調整装置１０においては、応答特性の全体的な表示時において、拡大・縮小操作を容易にするユーザインターフェースが提供できる。なお、調整装置１０は、拡大・縮小の方向選択はマウスホイールで指示し、指示後に行われるクリック操作の回数に応じて拡大・縮小を行うとしてもよい。クリック操作の繰り返しに応じて、拡大・縮小表示が可能になる
。
また、調整装置１０は、拡大・縮小操作時において、応答特性の表示範囲を限定するとしてもよい。図１１は、拡大・縮小操作時における表示範囲の限定を説明する図である。図１１（１）は、拡大・縮小操作前の応答特性の表示状態を表す図である。図１１（２）は、表示範囲が限定された状態を表す図である。図１１（１）、（２）において、グラフｇ１は、計測結果あるいはシミュレーション結果による応答特性グラフを表す。
図１１（１）において、応答特性のトルク出力を制限するトルクフィルタの遮断周波数（カットオフ周波数）は、１００Ｈｚと想定する。また、ノッチフィルタの特性が調整される共振周波数は、２０００Ｈｚと想定する。図１１（２）に示すように、調整装置１０においては、例えば、表示周波数の下限値を遮断周波数以下の５０Ｈｚとし、拡大・縮小操作時の表示範囲を最大表示域（例えば、４０００Ｈｚ）の３／４に設定することができる。図１１（２）の拡大・縮小操作時の表示範囲は、５０Ｈｚから３０５０Ｈｚまでの周波数範囲に限定される。限定された周波数範囲には、トルクフィルタの遮断周波数および共振周波数（２０００Ｈｚ）が含まれる。調整装置１０は、フィルタ特性の調整時に必要な情報を提示した上で、拡大・縮小操作時の表示に係る処理負担を軽減できる。
なお、調整装置１０は、上述したボード線図の拡大・縮小操作時において、スライダーバーの操作量を拡大・縮小操作に応じて連動することが可能である。調整装置１０においては、スライダーバーの操作量を表示範囲の拡大・縮小操作に連動することで、スライダーバーを介した調整操作が容易になる。
＜４．処理フロー＞
次に、図１２を参照し、本実施形態に係るユーザインターフェース処理を説明する。図１２は、調整装置１０を介して提供されるユーザインターフェース処理の一例を示すフローチャートである。本実施形態の調整装置１０は、例えば、ＣＰＵ１１等が補助記憶装置１３に記憶された各種プログラムや各種データを読み出して実行することで、図１２に示すユーザインターフェース処理を提供する。
図１２のフローチャートにおいて、処理の開始は、例えば、図３に示すサーボパラメータ調整画面の表示のときが例示される。調整装置１０は、調整画面に表示されたＧＵＩ部品、ボード線図に表示されたグラフにカーソルを重畳させた状態で行われるクリック操作、ホイール操作等の操作入力を受け付ける（Ｓ１）。調整画面に表示されるＧＵＩ部品には、図３等を用いて説明したスライダーバー、微小調整用の操作ボタン、ラジオボタン、図９を用いて説明したメジャーリングカーソル等が含まれる。調整装置１０は、受け付けた操作入力をＧＵＩ部品、あるいは、カーソルの表示位置に対応付けて主記憶装置１２の所定の領域に一時的に記憶する。
調整装置１０は、調整画面においてノッチフィルタが調整項目として選択され、ラジオボタンが有効の際には、Ｓ１の処理で受け付けたスライダーバーおよび微小調整用の操作ボタンを介した設定値に応じて、ボード線図に表示される応答特性のシミュレーション演算を行う（Ｓ２）。
調整装置１０は、例えば、スライダーバー等が操作されている間のシミュレーションに関し、ノッチフィルタ形状を反映させたＦＦＴ解析を行う際の周波数分解能を粗く設定して周波数特性の演算を行う。あるいは、調整装置１０は、例えば、ノッチフィルタの影響する周波数帯域に限定して周波数特性の演算を行う。
調整装置１０は、Ｓ１の処理で受け付けたスライダーバー等の設定値に応じて演算され
たシミュレーション結果をＳ３の処理に引き渡す。なお、調整装置１０は、シミュレーション演算が行われない場合には、Ｓ２の処理をスキップしてＳ３の処理に移行する。
Ｓ３の処理では、調整装置１０は、Ｓ２の処理から引き渡されたシミュレーション結果を調整画面のボード線図に表示する。シミュレーション結果は、例えば、ボード線図上に速度開ループおよび速度閉ループのゲインシミュレーショングラフ、速度開ループおよび速度閉ループの位相シミュレーショングラフとして表示される。なお、スライダーバー等が操作されている間は、上記応答特性のシミュレーショングラフは、スライダーバー等の設定値に応じてリアルタイムに更新される。
また、Ｓ３の処理では、調整装置１０は、Ｓ１の処理で受け付けた操作入力に応じて、ケース２からケース５を用いて説明したように調整画面の表示形態を更新する。調整装置１０は、Ｓ３の処理後、図１２の処理を終了する。
なお、上述の実施形態は、本開示の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更して実施し得る。上述した実施形態では、調整画面に対する操作入力をマウスのクリック操作やホイール操作を用いて説明したが、操作入力は、タッチパネルやタッチパッドを介したタッチ操作入力であってもよい。
１０ サーボパラメータ調整装置
１１ ＣＰＵ
１２ 主記憶装置
１３ 補助記憶装置
１４ 通信ＩＦ
１５ 入出力ＩＦ
１６ 接続バス
２０ サーボ制御装置
２０ａ ＦＦＴの入出力データ
２０ｂ パラメータ
１０１ 取得部
１０２ 演算部
１０３ 表示部
１０４ パラメータ設定部

Claims (17)

  1. 制御対象を駆動するモータのサーボ制御装置に設定されるサーボパラメータを調整するための調整画面を表示する手段と、
    前記調整画面に表示されたスライダーバーのスライド操作に伴う操作方向および操作量に応じて可変する前記サーボパラメータの設定値を受け付ける受付手段と、
    所定のサーボパラメータに従って行われた前記モータの速度制御または位置制御の応答特性のＦＦＴ解析を行うと共に、前記応答特性のＦＦＴ解析の結果を前記調整画面に表示するための周波数特性および位相特性のグラフデータを生成する演算手段と、
    前記演算手段で生成されたグラフデータに基づいて、前記調整画面の所定領域に前記周波数特性および位相特性を表示する表示制御手段と、を備え、
    前記演算手段は、前記スライダーバーのスライド操作の期間中に受け付けた前記サーボパラメータの設定値を前記速度制御または位置制御の応答特性のＦＦＴ解析結果に反映したシミュレーションを行うと共に、前記シミュレーションされた周波数特性および位相特性のグラフデータを生成し、
    前記表示制御手段は、前記シミュレーションされた周波数特性および位相特性のグラフデータに基づいて前記調整画面の周波数特性および位相特性の表示を更新する、
    ことを特徴とするサーボパラメータ調整装置。
  2. 前記演算手段は、前記スライダーバーのスライド操作の期間中は、ＦＦＴ解析の際の周波数分解能の精度を低下させてシミュレーションを行うことを特徴とする、請求項１に記載のサーボパラメータ調整装置。
  3. 前記演算手段は、前記スライダーバーのスライド操作の期間中は、ＦＦＴ解析の際に使用した周波数範囲を制限してシミュレーションを行うことを特徴とする、請求項１または２に記載のサーボパラメータ調整装置。
  4. 前記受付手段は、前記調整画面の所定領域に表示された周波数特性および位相特性のグラフデータに重畳して表示された複数のメジャーリングカーソル操作に伴う指示方向および指示位置に応じて可変する前記サーボパラメータの設定値を受け付けることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のサーボパラメータ調整装置。
  5. 前記受付手段は、前記調整画面に表示されたスライダーバーのスライド操作に伴う操作方向および操作量と、前記スライダーバーの両端に設けられた微小調整用ボタンの操作量とに応じて可変する前記サーボパラメータの設定値を受け付けることを特徴とする、請求項１から４のいずれか一項に記載のサーボパラメータ調整装置。
  6. 前記受付手段は、前記調整画面の所定領域に表示された周波数特性および位相特性のグラフデータに重畳して表示されたカーソルへの所定操作入力を受け付けると共に、
    前記表示制御手段は、前記所定操作入力が行われた際のカーソルの指示する周波数を中心として前記周波数特性および位相特性のグラフデータの拡大表示または縮小表示を行うことを特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のサーボパラメータ調整装置。
  7. 前記表示制御手段は、前記周波数特性および位相特性のグラフデータの拡大表示または縮小表示が行われる場合には、前記拡大表示の相対比率または前記縮小表示の相対比率に対応付けて前記スライダーバーのスライド操作に伴う操作量を変換して受け付けることを特徴とする、請求項６に記載のサーボパラメータ調整装置。
  8. 前記受付手段は、前記調整画面に表示された所定のサーボパラメータに対する調整選択を受け付けると共に、
    前記表示制御手段は、前記調整選択を受け付けた前記所定のサーボパラメータの種別に応じて前記調整画面に表示される表示対象を制限することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のサーボパラメータ調整装置。
  9. 前記表示制御手段は、前記周波数特性のグラフデータから前記速度制御に係るゲイン値がピークになるピーク周波数を低周波数領域から探索すると共に、探索された前記ピーク周波数を調整対象とするサーボパラメータの、スライド操作されるスライダーバーの初期値に設定表示することを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のサーボパラメータ調整装置。
  10. 前記表示制御手段は、探索された前記ピーク周波数が複数に存在するときには、前記ピーク周波数の低い順に選別し、選別された前記ピーク周波数を調整対象とするサーボパラメータのスライド操作されるスライダーバーの初期値に設定表示することを特徴とする、請求項９に記載のサーボパラメータ調整装置。
  11. 前記表示制御手段は、探索された前記ピーク周波数をスライダーバーの初期値に設定表示されたサーボパラメータの調整状態が所定条件を満たす場合には、少なくとも前記ピーク周波数を中心とする所定周波数範囲のグラフデータを抽出し拡大表示することを特徴とする、請求項９または１０に記載のサーボパラメータ調整装置。
  12. 前記表示制御手段は、前記拡大表示されたグラフデータと共に抽出前のグラフデータを表示することを特徴とする、請求項１１に記載のサーボパラメータ調整装置。
  13. 前記表示制御手段は、前記拡大表示されたグラフデータと共に表示する抽出前のグラフデータの周波数範囲を制限することを特徴とする、請求項１２に記載のサーボパラメータ調整装置。
  14. 前記表示制御手段は、前記拡大表示されたグラフデータと共に表示する抽出前のグラフデータの周波数下限値を速度制御に係る速度比例ゲイン近傍に制限することを特徴とする、請求項１２または１３に記載のサーボパラメータ調整装置。
  15. 前記受付手段は、前記スライダーバーの操作量が周波数のときには、前記周波数を対数変換した対数周波数を設定値として受け付けることを特徴とする、請求項１から１４のいずれか一項に記載のサーボパラメータ調整装置。
  16. 前記受付手段は、前記スライダーバーのスライド操作を介して受け付けた前記サーボパラメータを保持することを特徴とする、請求項１から１５のいずれか一項に記載のサーボパラメータ調整装置。
  17. サーボパラメータ調整装置が、
    制御対象を駆動するモータのサーボ制御装置に設定されるサーボパラメータを調整するための調整画面を表示するステップと、
    前記調整画面に表示されたスライダーバーのスライド操作に伴う操作方向および操作量に応じて可変する前記サーボパラメータの設定値を受け付ける受付ステップと、
    所定のサーボパラメータに従って行われた前記モータの速度制御または位置制御の応答特性のＦＦＴ解析を行うと共に、前記応答特性のＦＦＴ解析の結果を前記調整画面に表示するための周波数特性および位相特性のグラフデータを生成する演算ステップと、
    前記演算ステップで生成されたグラフデータに基づいて、前記調整画面の所定領域に前記周波数特性および位相特性を表示する表示制御ステップと、を実行し、
    前記演算ステップでは、前記スライダーバーのスライド操作の期間中に受け付けた前記
    サーボパラメータの設定値を前記速度制御または位置制御の応答特性のＦＦＴ解析結果に反映したシミュレーションを行うと共に、前記シミュレーションされた周波数特性および位相特性のグラフデータを生成し、
    前記表示制御ステップでは、前記シミュレーションされた周波数特性および位相特性のグラフデータに基づいて前記調整画面の周波数特性および位相特性の表示を更新する、
    ことを特徴とするサーボパラメータ調整方法。
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