JP6496167B2 - タンデム位置制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、工作機械やロボットのアーム等の軸制御を行うサーボ制御装置であって、特に、１個の制御対象を２個のモータで制御するタンデム制御に関するものである。

工作機械やロボット等の駆動機構において、可動部である制御対象が大型で、可動部の軸を駆動するモータが１個ではトルク（直動型では推力）が不足する場合等において、指令を２個のモータに与えて、１個の制御対象を２個のモータで駆動するタンデム制御を適用することがある。タンデム制御状態では、各々のモータ（回転型あるいはリニア型）は、ギヤやカップリング要素を介して、１個の制御対象を、回転方向あるいは直動方向に駆動する事になる。

図８は、タンデム制御状態にある対象プラントを、回転型モータ軸に換算して表現した概略図である。ここで、２個のモータを含む駆動軸１と駆動軸２及び制御対象の慣性モーメントは、Ｉ_１とＩ_２に分割して表現し、駆動軸１と駆動軸２の間に発生する撓みを、剛性Ｋによるバネ系で表現している。なお、駆動軸１、駆動軸２の各位置をｘ_１，ｘ_２、外乱トルクをτ_ｄｉｓ、各発生トルクをτ_１，τ_２とおく。

図８の対象プラントを、タンデム制御で駆動する場合の運動方程式は、式（１）及び式（２）で表現される。
なお、駆動軸１、駆動軸２の各速度をｖ_１，ｖ_２、撓みトルクτ_ｒは、式（３）を示している。
図９は、タンデム制御状態にある対象プラントの運動方程式をブロック図で表現した図である。

図１０は、タンデム制御状態にある対象プラントの位置ｘ_１，ｘ_２を、上位装置（図示しない）から、一定周期毎に関数発生された位置指令値Ｘ通りに制御するための、従来位置制御装置３００のブロック図の一例である。第１軸位置制御部１００ａは、駆動軸１を制御し、第２軸位置制御部１００ｂは、駆動軸２を制御する。なお、以降の記述において、軸毎に配置された同一機能要素には、符番号の末尾に、ａ（第１軸），ｂ（第２軸）を付している。以下、図１０の従来位置制御装置３００の動作について説明する。

まず、第１軸位置制御部１００ａについて説明する。本従来例では、指令応答の高速化を図るため、フィードフォワード構成をとっている。具体的には、位置指令値Ｘに対して、加減速処理部５０ａで、適当な加速度や加々速度を持つような加減速処理を加え、加減速処理後の位置指令値Ｘｃを出力する。位置指令値Ｘｃは、微分器５４ａで時間微分されて、速度フィードフォワード量Ｖ_Ｆとなり、更に、微分器５５ａで時間微分されて、加速度指令値Ａ_Ｆとなる。増幅器Ａ_ＴＦ１における増幅率Ａ_ＴＦ１は、図８に示した対象プラント２００に、加速度Ａ_Ｆを発生させるモータトルク相当の加減速トルクフィードフォワード量τ_Ｆ１を求める定数である。

フィードバック構成は、次の様になっている。まず、位置検出器（図示しない）により検出された駆動軸１の位置ｘ_１を位置フィードバックとして、減算器５１ａで、位置指令値Ｘｃから減算され、その出力である位置誤差は位置誤差増幅器Ｋｐ_１で増幅される。その出力は、加算器５２ａで速度フィードフォワード量Ｖ_Ｆと加算されて速度指令値Ｖ_１となる。

減算器５３ａは、速度指令値Ｖ_１から、位置ｘ_１を微分器５６ａで微分した速度ｖ_１を減算し、その出力である速度誤差は、速度誤差増幅器Ｇｖ_１で、通常、比例積分増幅される。速度誤差増幅器Ｇｖ_１の出力と加減速トルクフィードフォワード量τ_Ｆ１が、加算器５７ａで加算されて、第１軸位置制御部１００ａの出力となる。

第２軸位置制御部１００ｂは、第１軸位置制御部１００ａと、内部構造及び構成要素が同一であるため説明を省略する。なお、タンデム制御状態下では、第１軸位置制御部１００ａと第２軸位置制御部１００ｂには、上位装置（図示しない）から、共通の位置指令値Ｘが指令され、加減速処理後の位置指令値Ｘｃも共通である必要があるから、加減速処理部５０ａと加減速処理部５０ｂの動作は同一になる。

減算器５８は、駆動軸１の速度ｖ_１から、駆動軸２の速度ｖ_２を減算して速度差（以降、撓み速度と呼称する）を出力する。この撓み速度は、増幅器Ｇ_ｄで、Ｇ_ｄ倍に増幅されてトルクフィードバックτ_ｂとなり、減算器５９で、第１軸位置制御部１００ａの出力であるトルク指令値から減算されて、位置制御装置３００の駆動軸１に対するトルク指令値τ_１となる。一方で、トルクフィードバックτ_ｂは、加算器６０で、第２軸位置制御部１００ｂの出力であるトルク指令値に加算されて、位置制御装置３００の駆動軸２に対するトルク指令値τ_２となる。

この構成によって、撓みの発生を減少させる方向に、トルク指令値が補償される。この場合、トルクフィードバックτ_ｂは、駆動軸１と駆動軸２の間のトルク干渉に起因した振動を抑制する効果がある。いま、対象プラント条件として、Ｉ_１＝０．３［ｋｇ・ｍ^２］、Ｉ_２＝０．１［ｋｇ・ｍ^２］、Ｋ＝５０・１０^３［Ｎｍ／ｒａｄ］を選び、この対象プラントに対して好適な制御条件（Ｋｐ_＊，Ｇｖ_＊，Ａ_ＴＦ＊：＊＝１または２）を設定し、図８及び図９に示した外乱トルクτ_ｄｉｓをステップ状に加えて、周期Ｔ_Ｓ＝０．１［ｍｓ］毎の外乱応答をシミュレーションした結果が図１１と図１２である。

図１１の上図が外乱トルクτ_ｄｉｓを示している。１０ｍｓ時点で加える＋１００［Ｎｍ］のステップ外乱により、図８に示すように、駆動軸１と駆動軸２の間に捻りが加わる。図１１の下図はステップ外乱により発生する駆動軸１の速度ｖ_１を、図１２の上図は駆動軸２の速度ｖ_２を、下図は駆動軸１の位置誤差Ｄｉｆｆ_１（＝Ｘｃ−ｘ_１）を示している。

図１１と図１２から、増幅器Ｇ_ｄの増幅率Ｇ_ｄによって、外乱応答の振動特性が大きく変化する事がわかる。Ｇ_ｄ＝０→Ｇ_ｄ＝７０に設定すると、トルクフィードバックτ_ｂが発生し、制振性が向上する。しかしながら、更に、Ｇ_ｄ＝７０→Ｇ_ｄ＝２００にアップすると制振性が効きすぎて、逆に応答性が劣化する事がわかる。これは、対象プラント条件に応じて、好適な増幅率Ｇ_ｄが存在する事を意味している。

ここで、式（１）、式（２）及び式（３）の運動方程式に、制御軸間の撓み速度検出と増幅器Ｇ_ｄによるトルクフィードバック制御（以降は、トルク補償制御の呼称を併用する）を付加する事で、外乱トルクτ_ｄｉｓに対する撓みトルクτ_ｒの伝達特性は、式（４）で表現される。

この特性は２次遅れ系なので、減衰係数ζを用いて、振動特性は式（５）で表現できる。
つまり、適度な制振性と応答性を両立させるためには、対象プラント条件に応じて、減衰係数ζ＝０．５〜０．８程度になる様、増幅率Ｇ_ｄを選定する必要がある。

特許第３４９２５８３号

図１０に示した従来の位置制御装置では、駆動軸１の速度ｖ_１と駆動軸２の速度ｖ_２が同時に検出でき、リアルタイムで撓み速度を算出できる構成である事が前提になっている。しかし、一般的な位置制御装置では、第１軸位置制御部と第２軸位置制御部が独立に構成されている場合も多い。この様な構成では、一方の制御軸側で、自軸速度と他軸速度をリアルタイムで同時に検出できないため、タンデム制御状態にある対象プラントに対して、制御軸間の撓み速度を用いたトルク補償制御を付加することができなかった。

また、工作機械の送り軸のタンデム駆動など、タンデム制御状態にある対象プラント条件が、一定あるいは変動が小さい場合は、振動特性を確認しながら、予め、増幅率Ｇ_ｄを選定しておく事ができる。しかしながら、対向に配置された２個の主軸で、ワークの両端を把持して旋削加工をする際などでは、ワークの片端を把持した主軸に対して、対向側の主軸がワークの他端を把持した時点で、対象プラントは、独立制御状態から、軸間でトルク干渉が発生する図８のタンデム制御状態になる。

この様な動作では、対象プラント条件（各軸の慣性モーメントＩ_１，Ｉ_２やタンデム制御状態下での剛性Ｋ）は、ワークの材質や形状などで大きく変動する。このため、増幅率Ｇ_ｄを予め選定しても、ワークが変われば、減衰係数ζは適正値を大きく外れ、好適な制振性と応答性を持ったタンデム制御を実現する事ができなかった。

本発明が解決しようとする課題は、第１軸位置制御部と第２軸位置制御部が独立に構成されて、制御軸間の撓み速度を用いたトルク補償制御を付加することができない位置制御装置や、独立制御状態とタンデム制御状態の切換えが繰返し発生し、対象プラント条件が大きく変動する動作においても、速やかに、好適な減衰特性を有したトルク補償制御を実現する、タンデム駆動に適した位置制御装置を提供することである。

タンデム制御状態では、常時、撓みトルクτ_ｒを推定演算する。特に、タンデム制御状態移行時は、上位装置（図示しない）経由で転送される他軸速度と、この他軸速度と同一タイミングの自軸速度及び推定撓みトルクを用いて剛性Ｋを演算し、タンデム制御応答に、適正な減衰係数ζを与える撓み振動抑制トルク補償器の補償器ゲインを設定する。

これにより、撓み振動抑制トルク補償量を加算したトルク指令値が構成されて、大きく変動する対象プラント条件に応じて、適正な減衰係数ζで、好適な制振性と応答性を合せ持ったタンデム制御を実現する事ができる。

本発明による位置制御装置では、第１軸位置制御部と第２軸位置制御部が独立に構成されて、制御軸間の撓み速度を用いたトルク補償制御を付加することができない構成や、独立制御状態とタンデム制御状態の切換えが繰返し発生し、対象プラント条件が大きく変動する場合にも、タンデム制御移行時には、速やかに、好適な減衰特性を有したトルク補償制御が構成されるタンデム制御を実現できる。

本発明による位置制御装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の位置制御装置内部の撓み振動抑制トルク補償器の構成例を示すブロック図である。 本発明の位置制御装置内部の補償器ゲイン演算部の動作を説明するためのフローチャートである。 タンデム制御状態移行時における外乱応答動作のシミュレーション波形の一例を示す図である。 タンデム制御状態移行時における剛性推定動作のシミュレーション波形の一例を示す図である。 本発明の位置制御装置のタンデム制御定常状態における外乱応答シミュレーション波形の一例を示す図である。 本発明の位置制御装置のタンデム制御定常状態における他の外乱応答シミュレーション波形の一例を示す図である。 タンデム制御状態にある対象プラントを説明する概略図である。 タンデム制御状態にある対象プラントの運動方程式をブロック図で表現した図である。 従来の位置制御装置の構成例を示すブロック図である。 従来の位置制御装置における外乱応答シミュレーション波形の一例を示す図である。 従来の位置制御装置における他の外乱応答シミュレーション波形の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態について例（以下実施例という）を用いて説明する。図１は、本発明による位置制御装置の一例を示すブロック図である。以下、これまでに説明した従来例と異なる部分についてのみ説明する。なお、本位置制御装置では、第１軸位置制御部と第２軸位置制御部が独立構成であり、各軸の速度をリアルタイムで同時に検出できない事が前提になっている。

ここでは、第１軸位置制御部５ａについて説明する。第２軸位置制御部５ｂは、第１軸位置制御部５ａと、内部構造及び構成要素が同一であるため説明を省略する。各軸位置制御部５ａ，５ｂは、補償前のトルク指令値（加算器５７ａ，５７ｂの出力値）を算出する算出部と、撓み振動抑制トルク補償器２ａ，２ｂと、補償器ゲイン演算部３ａ，３ｂと、に大別される。物理的には、この軸位置制御部５ａ，５ｂは、各種演算を行うＣＰＵと、各種制御パラメータや検出値を記憶するメモリを備えている。撓み振動抑制トルク補償器２ａは、対象プラントにダンピング特性を付加して振動の抑制を行う。本発明による位置制御装置では、リアルタイムで撓み速度を検出できないため、撓みトルクτ_ｒを推定して、これより撓み振動抑制トルク補償量τ_ｂ１を演算する構成をとる。

図２は、撓み振動抑制トルク補償器２＃（＃は、ａまたはｂを示す）の構成例を示すブロック図である。図中の＾ｄ_＊は、入力τ_＊，ｖ_＊（＊は、１または２を示す）に対して、式（６）で表現される。
ここで、Ｊは、駆動軸１と駆動軸２が独立制御状態の時に、各軸で、公知の技術により同定された慣性モーメントであり、撓みトルク推定器６ａでは駆動軸１の慣性モーメントＩ_１を、撓みトルク推定器６ｂでは駆動軸２の慣性モーメントＩ_２を適用する。

更に、図９のタンデム制御状態における対象プラントのブロック図から、式（６）のカッコ内は、式（７）で表せるため、式（７）を式（６）に代入して、式（８）の関係式を得る。
なお、Ｌは、予め撓みトルク推定器６＃に設定された、＾ｄ_＊の推定上限帯域（カットオフ周波数）を決めるパラメータである。

次に、撓みトルク推定器６＃内のハイパスフィルタ１０＃（カットオフ周波数ω_ｈ）と、ローパスフィルタ１１＃（カットオフ周波数ω_ｃ）により、式（８）で推定された＾ｄ_＊から、外乱トルクτ_ｄｉｓが除去される。よって、撓みトルク推定器６＃の出力は式（９）で示され、撓みトルクτ_ｒの推定値＾τ_ｒになる。

更に、撓み振動抑制トルク補償器２＃は、撓みトルク推定値＾τ_ｒを微分器１２＃で時間微分し、増幅器１３＃で、式（１０）の撓み振動抑制補償ゲインＣ_ＶＳ＊倍に増幅する。
後述する補償器ゲイン演算部３ａでは、式（１０）の剛性推定値＾Ｋと増幅率Ｄ_ｐが決定され、撓み振動抑制補償ゲインＣ_ＶＳ＊が演算されて、撓み振動抑制トルク補償器２＃に設定される。

スイッチ１４＃がＯＮに選択された際は、増幅器１３＃出力が撓み振動抑制トルク補償器２＃の出力である撓み振動抑制トルク補償量τ_ｂ＊となる。撓みトルク推定値＾τ_ｒから撓み振動抑制トルク補償量τ_ｂ＊を演算する処理は、式（１１）にまとめられ、図９のタンデム制御状態における対象プラントのブロック図で表現すると、撓み速度に、増幅率Ｄ_ｐを乗じて、撓み振動抑制トルク補償量τ_ｂ＊を演算する処理を近似している事になる。

撓み振動抑制トルク補償量τ_ｂ１は、図１の加算器４ａで、加算器５７ａの出力（補償前のトルク指令値）と加算され、位置制御装置１の駆動軸１に対するトルク指令値τ_１となる。つまり、図１の本発明による位置制御装置によれば、リアルタイムで撓み速度を検出できない構成であっても、リアルタイムで撓み速度を検出できる図１０の従来の位置制御装置と同様の、軸間トルク干渉に起因した振動を抑制する撓み振動抑制トルク補償量τ_ｂ＊を構成することができる。なお、タンデム制御を実行していない場合、スイッチ１４＃は、ＯＦＦとなり、撓み振動抑制トルク補償器２＃からは、０が出力される。

次に、図１の補償器ゲイン演算部３ａの動作について説明する。リアルタイムで検出された駆動軸１の速度ｖ_１は、補償器ゲイン演算部３ａに入力される。一方で、速度ｖ_１は、上位装置に転送され上位装置を介して、第２軸位置制御部５ｂの補償器ゲイン演算部３ｂに転送される。逆に、上位装置から検出遅れ時間Ｔ_ｄを持つ駆動軸２の速度ｖ_２が補償器ゲイン演算部３ａに転送される。図３は補償器ゲイン演算部３ａの動作を説明するためのフローチャートである。なお、図３内の＊は、補償器ゲイン演算部３ａでは１、補償器ゲイン演算部３ｂでは２を示す。

補償器ゲイン演算部３ａは、図３のフローチャートの一連の処理を周期Ｔ_Ｓで繰返し実行する。タンデム制御指令フラグＦ_ｔｄｍｃは、ワークの片端を把持した主軸に対して、対向側の主軸がワークの他端を把持した時点など、独立制御状態からタンデム制御状態に遷移する時に、上位装置からＦ_ｔｄｍｃ：ＯＮが指令される。逆に、タンデム制御状態から独立制御状態に遷移する時に、Ｆ_ｔｄｍｃ：ＯＦＦが指令される。

最初にＳ１０で、タンデム制御指令フラグＦ_ｔｄｍｃをチェックする。Ｆ_ｔｄｍｃ：ＯＮならばＳ１１で、タンデム制御定常状態フラグＦ_ｔｄｍをチェックする。Ｆ_ｔｄｍ：ＯＮならば、補償器ゲイン演算は完了しているため、そのまま終了する。Ｆ_ｔｄｍ：ＯＦＦならば、補償器ゲイン演算サイクルであることを示し、Ｓ１２で補償器ゲイン演算フラグＦ_ｃａｌをチェックする。Ｆ_ｃａｌ：ＯＦＦは補償器ゲイン演算の初期サイクルを示すため、Ｓ１３でタンデム制御初期化処理を実行する。

タンデム制御初期化処理では、撓み振動抑制トルク補償器２ａに対して、撓み振動抑制補償ゲインＣ_ＶＳ１＝０と、切換え信号ＳＷ_１：ＯＮを出力して、タンデム制御構造を有効化する。更に、補償器ゲイン演算フラグＦ_ｃａｌ：ＯＮして、本サイクル以降、補償器ゲイン演算を実行する。Ｓ１４では、演算サイクルｋを１に設定してＳ１５に進む。Ｓ１２でＦ_ｃａｌ：ＯＮならば補償器ゲイン演算サイクル中のため、そのままＳ１５に進む。演算サイクル終了数ｃｙｃｅｎｄは、予め設定されたパラメータである。演算サイクルｋが演算サイクル終了数ｃｙｃｅｎｄに達するまでは、以下Ｓ１６以降の処理を実行する。

Ｓ１６は、剛性推定値＾Ｋの演算を示している。ここではまず周期Ｔ_Ｓ毎に、駆動軸１の速度ｖ_１（ｋ）と、撓み振動抑制トルク補償器２ａから出力される撓みトルク推定値＾τ_ｒ（ｋ）をメモリにバッファリングしておく。上位装置より転送された検出遅れ時間Ｔ_ｄを持つ駆動軸２の速度ｖ_２（ｋ）もメモリにバッファリングされている。この駆動軸２の速度ｖ_２（ｋ）と、同一検出タイミングの速度ｖ_１（ｋ）と撓みトルク推定値＾τ_ｒ（ｋ）及び＾τ_ｒ（ｋ−１）をバッファから選び、式（１２）または式（１３）の演算を実行する。

式（１２）の右辺分子は、撓みトルクτ_ｒの微分値を近似的に求めており、これを撓み速度で割った、剛性推定値＾Ｋ_Ｏ（ｋ）は、図９で示す様に、剛性Ｋの推定演算値になる。ここで、式（１３）は、撓み速度｜ｖ_１（ｋ）−ｖ_２（ｋ）｜が予め設定された基準値Ａ_ｌｉｍより小さい場合は、演算誤差が大きくなるため、演算を飛ばす事を示している。

式（１４）は、剛性推定値＾Ｋ_Ｏ（ｋ）の演算に含まれる速度検出誤差や微妙な検出タイミングズレなどに起因した誤差成分を除去するためのフィルタリング処理を示している。
式（１４）において、フィルタリング後の剛性推定値を＾Ｋ（ｋ）と示している。ここでＣ_Ｆは、０≦Ｃ_Ｆ≦１の範囲で予め設定されたフィルタ定数である。以上がＳ１６の剛性推定値＾Ｋの演算動作であり、Ｓ１７では、演算サイクルｋがカウントアップされる。

ここでは、剛性推定値＾Ｋの推定演算動作の一例を、図４と図５のシミュレーション波形により説明する。まず、ワークの片端を把持した主軸に対して、対向側の主軸がワークの他端を把持した時点など、独立制御状態からタンデム制御状態に遷移する（Ｆ_ｔｄｍｃ：ＯＦＦ→ＯＮ）時は、両軸に対してステップ状の外乱が加わる事になる。この外乱を図１１同様のステップ外乱τ_ｄｉｓと仮定して、撓み速度をシミュレーションしたのが図４である。なお、対象プラント条件（Ｉ_１，Ｉ_２，Ｋ）と制御条件（Ｋｐ_＊，Ｇｖ_＊，Ａ_ＴＦ＊；＊＝１，２）及び演算周期Ｔｓは、前述の従来例の場合と同一条件としている。

図５は、剛性推定値＾Ｋの演算動作をシミュレーションしたものである。上図は、前述の基準値Ａ_ｌｉｍ＝０．２［ｒａｄ／ｓ］の条件を与え、式（１２）または式（１３）の演算結果を演算サイクル毎に示したものである。下図は、Ｃ_Ｆ＝０．１で、式（１４）のフィルタリング処理を加えた時の演算結果である。本例では、演算サイクル終了数ｃｙｃｅｎｄ＝４００程度に設定すれば、演算収束した剛性推定値＾Ｋを得ることができる。

図３のフローチャートに戻って、Ｓ１５で、演算サイクルｋが演算サイクル終了数ｃｙｃｅｎｄに達すると、以下のＳ１８以降の処理を実行する。Ｓ１８では、増幅器１３ａに設定する撓み振動抑制補償ゲインＣ_ＶＳ１を、先サイクルの剛性推定値＾Ｋを用いて式（１５）で演算する。
ここで、増幅率Ｄ_ｐは、式（１１）の関係式から、図１０の従来位置制御装置における増幅率Ｇ_ｄに相当するから、式（５）と式（４）の関係を用いて、式（１６）で決定する。

ここで、慣性モーメントＩ_１と慣性モーメントＩ_２は、駆動軸１と駆動軸２が独立制御状態時に各軸で同定され、上位装置を介して、予め両軸に設定されている。なお、減衰係数ζは予め適正値を決定しておく。

Ｓ１８で、撓み振動抑制補償ゲインＣ_ＶＳ＊の演算と設定を終えると、Ｓ１９で、タンデム制御定常状態フラグＦ_ｔｄｍ：ＯＮし、以降のタンデム制御指令フラグＦ_ｔｄｍｃ：ＯＮサイクル間は、補償器ゲイン演算部３ａは実動作しない。後に、タンデム制御状態から独立制御状態に遷移（Ｆ_ｔｄｍｃ：ＯＮ→ＯＦＦ）すると、以降は、Ｓ２０の独立制御時処理を実行する。

独立制御時処理では、撓み振動抑制トルク補償器２ａに対して、切換え信号ＳＷ_１：ＯＦＦを出力して、タンデム制御構造を無効化する。更に、次回のタンデム制御状態への遷移に備えて、補償器ゲイン演算フラグＦ_ｃａｌ：ＯＦＦ及びタンデム制御定常状態フラグＦ_ｔｄｍ：ＯＦＦに設定しておく。

補償器ゲイン演算部３＃が、撓み振動抑制補償ゲインＣ_ＶＳ＊の演算と設定を完了した後の、タンデム制御定常状態において、外乱トルクτ_ｄｉｓをステップ状に加えて、周期Ｔ_Ｓ＝０．１［ｍｓ］毎の外乱応答をシミュレーションした結果が図６と図７である。図６の上図が外乱トルクτ_ｄｉｓを、下図はステップ外乱により発生する各軸の速度ｖ_１及びｖ_２を示している。図７の上図は各軸の撓み振動抑制トルク補償量τ_ｂ１及びτ_ｂ２を、下図は駆動軸１の位置誤差Ｄｉｆｆ_１（＝Ｘｃ−ｘ_１）を示している。なお、式（１６）の、増幅率Ｄ_ｐを決定する際に選んだ減衰係数ζは、ζ＝０．８である。

これより、従来の撓み速度を直接検出する構成に対して、制振性と位置誤差レベルでの応答性では同等の性能が得られている。更に、撓みトルク推定値＾τ_ｒを利用する事で、従来の構成では不可能であった、剛性推定値＾Ｋの同定演算ができるため、独立制御状態とタンデム制御状態の切換えが繰返し発生し、対象プラント条件が大きく変動する場合にも、タンデム制御移行時には、速やかに、適正な減衰係数ζを有したトルク補償制御が構成されるタンデム制御を実現できる。

１ 位置制御装置（本発明実施例）、２ａ，２ｂ 撓み振動抑制トルク補償器、３ａ，３ｂ 補償器ゲイン演算部、４ａ，４ｂ 加算器、５ａ 第１軸位置制御部（本発明実施例）、５ｂ 第２軸位置制御部（本発明実施例）、６＃ 撓みトルク推定器、１０＃ ハイパスフィルタ、１１＃ ローパスフィルタ、１２＃ 微分器、１３＃ 増幅器、１４＃ スイッチ、５０ａ，５０ｂ 加減速処理部、５１ａ，５１ｂ，５３ａ，５３ｂ 減算器、５２ａ，５２ｂ，５７ａ，５７ｂ 加算器、５４ａ，５４ｂ，５５ａ，５５ｂ，５６ａ，５６ｂ 微分器、５８，５９ 減算器、６０ 加算器、１００ａ 第１軸位置制御部（従来実施例）、１００ｂ 第２軸位置制御部（従来実施例）２００ 対象プラント、３００ 位置制御装置（従来実施例）。

Claims (2)

1. ２個の駆動軸によって１個の制御対象を駆動するタンデム制御方式を適用する位置制御装置において、
   各駆動軸ごとに設けられ、対応する駆動軸のトルク指令値を出力する２個の位置制御部を備え、
   各位置制御部は、
   上位装置から入力される位置指令値と、前記対応する駆動軸の位置検出値と、から算出される補償前のトルク指令値を算出する算出部と、
   前記対応する駆動軸のトルク指令値と対応する駆動軸の速度である自軸速度とから自軸位置と他軸位置との偏差に比例する撓みトルクの推定値を撓みトルク推定値として演算し、前記撓みトルク推定値と撓み振動抑制補償ゲインとから、前記対応する駆動軸の前記補償前のトルク指令値に加算する撓み振動抑制トルク補償量を演算し、出力する撓み振動抑制トルク補償器と、
   上位装置からタンデム制御指令が入力された場合に前記撓み振動抑制トルク補償量を出力させる切換え信号を前記撓み振動抑制トルク補償器に出力するとともに、前記自軸速度と他軸速度と前記撓みトルク推定値とから前記撓み振動抑制補償ゲインを算出し、算出された前記撓み振動抑制補償ゲインを前記撓み振動抑制トルク補償器に出力する補償器ゲイン演算部と、
   を有し、前記補償前のトルク指令値に、前記撓み振動抑制トルク補償量を加算した値を、前記トルク指令値として出力する、
   ことを特徴とした位置制御装置。
2. 請求項１に記載の位置制御装置において、前記補償器ゲイン演算部は、前記撓みトルク推定値と前記自軸速度及び他軸速度から演算される対象プラントの剛性推定値と、予め各軸で同定された慣性モーメントと、予め設定された減衰係数と、に基づいて前記撓み振動抑制補償ゲインを演算することを特徴とした位置制御装置。