JP7275389B2 - Servo controller - Google Patents

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Description

本開示は、工作機械等の制御対象の軸を駆動するサーボモータを制御するサーボ制御装置に関する。 The present disclosure relates to a servo control device that controls a servo motor that drives a control target axis of a machine tool or the like.

一般に、工作機械、ロボットおよび産業機械等の制御対象を駆動するモータを駆動制御するサーボ制御装置では、指令値生成装置から指令された位置および速度を実現するようにモータへの駆動電流の制御が行われている。指令値生成装置の一例は、数値制御(Numerical Control:NC)装置またはモーションコントローラである。特に、加工プログラムにて指示された移動軌跡上を加工工具が移動する場合、位置を精緻に管理しながらモータの駆動制御が行われる。 In general, in servo control devices that drive and control motors that drive controlled objects such as machine tools, robots, and industrial machines, the drive current to the motors is controlled so as to achieve the position and speed commanded by the command value generator. It is done. An example of a command value generating device is a numerical control (NC) device or motion controller. In particular, when the machining tool moves on the movement locus indicated by the machining program, the motor drive control is performed while precisely managing the position.

特許文献1には、ワークの特徴量および製品を生産する環境の属性値を入力データとして、予測モデルによって、ワークから製品を生産する生産設備への指令値を予測する制御装置が開示されている。特許文献1に記載の制御装置では、予測モデルの演算処理を開始した後に、予測モデルの演算処理が完了するまでの残処理時間に基づいて、予測モデルから得られる出力値に基づく指令値の決定が、生産装置による生産の動作を制御する制御タイミングに間に合うかが判定される。指令値の決定が制御タイミングに間に合う場合には、予測モデルの演算処理の完了によって得られる出力値に基づいて、生産装置への指令値が決定される。一方、指令値の決定が制御タイミングに間に合わない場合には、予測モデルの演算処理が中止され、中止された結果が予測の結果として信頼できるかが判定され、信頼できる場合に中止した結果の値に基づいて生産装置への指令値が決定される。 Patent Literature 1 discloses a control device that predicts a command value from a work to a production facility that produces a product using a prediction model, using input data of feature values of the work and attribute values of the environment in which the product is produced. . In the control device described in Patent Document 1, after starting the calculation processing of the prediction model, based on the remaining processing time until the calculation processing of the prediction model is completed, the command value is determined based on the output value obtained from the prediction model. is in time for the control timing for controlling the production operation by the production equipment. If the command value is determined in time for the control timing, the command value for the production device is determined based on the output value obtained by completing the arithmetic processing of the prediction model. On the other hand, if the command value cannot be determined in time for the control timing, the calculation process of the prediction model is stopped, and it is determined whether the stopped result is reliable as the prediction result. A command value to the production equipment is determined based on.

特開2019-179468号公報JP 2019-179468 A

ところで、モータの駆動制御では、センサ等で取得したモータの位置および速度といったデータに基づいて指令値の補正量を推定するモデルを使って、指令値を補正する技術が知られている。しかし、モデルがモータの駆動制御で生じる現象を十分に考慮できていないと、補正効果が全く表れなかったり、あるいは過補正となってしまったりして、補正によっては結果が却って悪化することがあった。また、モデルへの入力が外乱等で乱れた場合または未知の入力があった場合に想定外の補正をする可能性もあった。そこで、モデルで推定した値がどの程度信頼できるか、すなわち予測の結果の不確実性を判断し、制御に活用することが考えられる。しかしながら、特許文献1に記載の技術における信頼度は、予測モデルで最後まで演算した結果と比較した場合の信頼度であり、予測モデルから得られる予測結果の不確実性を判定するための信頼度ではない。つまり、特許文献1に記載の技術では、予測モデルで最後まで演算した場合の結果は、予測の不確実性を考慮することなく、指令値の生成に使用される。このため、モータの動作の状態に基づいて補正量を推定するモデルを使用して指令値を補正する場合に、補正量の推定時点において推定した補正量がどの程度信頼できるかを判断することができる技術が求められていた。 By the way, in the motor drive control, there is known a technique of correcting the command value using a model for estimating the correction amount of the command value based on data such as the position and speed of the motor obtained by a sensor or the like. However, if the model does not fully consider the phenomenon that occurs in the motor drive control, the correction effect may not appear at all, or the correction may be overcorrected, and the result may be worse depending on the correction. rice field. In addition, there is a possibility that unexpected corrections may be made when the input to the model is disturbed by disturbance or the like or when there is an unknown input. Therefore, it is conceivable to judge how reliable the value estimated by the model is, that is, the uncertainty of the prediction result, and use it for control. However, the reliability in the technology described in Patent Document 1 is the reliability when compared with the result calculated to the end with the prediction model, and the reliability for determining the uncertainty of the prediction result obtained from the prediction model. isn't it. In other words, in the technique described in Patent Literature 1, the result of the computation to the end of the prediction model is used to generate the command value without considering the uncertainty of prediction. Therefore, when the command value is corrected using a model that estimates the correction amount based on the operating state of the motor, it is possible to determine how reliable the estimated correction amount is at the time of estimating the correction amount. A technology was needed.

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、補正量の推定時点において、補正量の推定時点以降の推定した補正量がどの程度信頼できるかを判断することができるサーボ制御装置を得ることを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above, and provides a servo control device that can determine, at the time of estimating the correction amount, how reliable the estimated correction amount after the time of estimating the correction amount is. for the purpose.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本開示に係るサーボ制御装置は、周期的に入力されるサーボモータの動作を指示する指令値に基づいてサーボモータの動作を制御する。サーボ制御装置は、補正部と、判断部と、サーボアンプと、を備える。補正部は、指令値とサーボモータの動作の実測結果とに基づいて、指令値を補正した指令値である候補指令値と、候補指令値の信頼度を評価する指標である信頼度指標と、を決定し、サーボモータを制御するための補正後の指令値である補正後指令値を出力する。判断部は、候補指令値のサーボモータの制御への適用の許可または不許可を、信頼度指標に基づいて判断し、判断結果を補正部に出力する。サーボアンプは、補正後指令値に基づいてサーボモータを制御する。補正部は、予測部と、補正選択部と、を有する。予測部は、現在または未来のサーボモータの動作の状態量を予測する予測モデルを用いて、指令値とサーボモータの動作の実測結果とを入力として、候補指令値を決定する時点以降の時点におけるサーボモータの動作の状態量を予測した予測状態量を予測し、予測状態量の信頼度を評価する。補正選択部は、予測状態量に基づいて候補指令値を決定する。予測部は、予測状態量の信頼度を信頼度指標とする。補正部の補正選択部は、判断結果に基づいて候補指令値を補正後指令値としてサーボアンプに出力する。 In order to solve the above-described problems and achieve an object, a servo control device according to the present disclosure controls the operation of a servomotor based on a command value that is periodically input to instruct the operation of the servomotor. The servo control device includes a correction section, a determination section, and a servo amplifier. The correction unit includes a candidate command value that is a command value obtained by correcting the command value based on the command value and the actual measurement result of the operation of the servomotor, a reliability index that is an index for evaluating the reliability of the candidate command value, is determined, and a corrected command value, which is a command value after correction for controlling the servomotor, is output. The judging section judges permission or non-permission of application of the candidate command value to the control of the servomotor based on the reliability index, and outputs the judgment result to the correcting section. The servo amplifier controls the servomotor based on the corrected command value. The correction unit has a prediction unit and a correction selection unit. The prediction unit uses a prediction model that predicts the state quantity of the current or future servomotor operation, inputs the command value and the actual measurement result of the servomotor operation, and determines the candidate command value at the time after the time point A predicted state quantity obtained by predicting the state quantity of the operation of the servo motor is predicted, and the reliability of the predicted state quantity is evaluated. The correction selection section determines a candidate command value based on the predicted state quantity. The prediction unit uses the reliability of the predicted state quantity as a reliability index. A correction selection section of the correction section outputs the candidate command value as a post-correction command value to the servo amplifier based on the determination result.

本開示に係るサーボ制御装置は、補正量の推定時点において、補正量の推定時点以降の推定した補正量がどの程度信頼できるかを判断することができるという効果を奏する。 The servo control device according to the present disclosure has the effect of being able to determine, at the time of estimating the correction amount, how reliable the estimated correction amount after the time of estimating the correction amount is.

実施の形態1によるサーボ制御装置の構成の一例を模式的に示すブロック図1 is a block diagram schematically showing an example of a configuration of a servo control device according to a first embodiment; FIG. 予測値と予測値のばらつきとを概念的に説明するための図A diagram for conceptually explaining predicted values and variations in predicted values 実施の形態1によるサーボ制御装置における制御方法の手順の一例を示すフローチャート1 is a flow chart showing an example of a procedure of a control method in a servo control device according to Embodiment 1; 実施の形態2によるサーボ制御装置の構成の一例を模式的に示すブロック図FIG. 2 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a servo control device according to Embodiment 2; 実施の形態2によるサーボ制御装置のモデル情報更新部の構成の一例を模式的に示すブロック図FIG. 11 is a block diagram schematically showing an example of a configuration of a model information updating unit of a servo control device according to Embodiment 2; 実施の形態3によるサーボ制御装置の構成の一例を模式的に示すブロック図A block diagram schematically showing an example of the configuration of a servo control device according to a third embodiment. 実施の形態1,2,3によるサーボ制御装置を実現するハードウェア構成の一例を模式的に示す図FIG. 2 is a diagram schematically showing an example of a hardware configuration for realizing servo control devices according to Embodiments 1, 2, and 3;

以下に、本開示の実施の形態に係るサーボ制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。 A servo control device according to an embodiment of the present disclosure will be described in detail below with reference to the drawings.

実施の形態1.
サーボモータの駆動制御では、サーボモータの回転方向が反転する際の摩擦外乱の影響で軌跡誤差が発生してしまうという問題がある。この軌跡誤差は、象限突起またはロストモーションとも呼ばれ、軌跡誤差を抑制するための技術が求められている。軌跡誤差を抑制する技術の一例として、センサ等で取得したモータの位置および速度といったデータに基づいて軌跡誤差を抑制する補正量を推定するモデルを使って、指令値を補正する方法が考えられる。しかし、軌跡誤差を発生させる現象を十分に考慮できていないと、補正効果が全く表れなかったり、あるいは過補正となってしまったりして、補正によっては結果が却って悪化する可能性がある。また、モデルへの入力が外乱等で乱れた場合または未知の入力があった場合に想定外の補正をしてしまう可能性もあった。そこで、モデルを用いて補正量の推定時点以降の時点を推定した値がどの程度信頼できるのか、すなわち予測の結果の不確実性を判断し、制御に活用することで、軌跡誤差を抑制することが可能になる。以下の実施の形態では、モデルを用いて推定した結果の予測の不確実性を判断して、サーボモータの駆動制御における軌跡誤差の発生を抑制することができるサーボ制御装置について説明する。
Embodiment 1.
In drive control of a servomotor, there is a problem that a trajectory error occurs due to the influence of frictional disturbance when the rotation direction of the servomotor is reversed. This trajectory error is also called quadrant protrusion or lost motion, and a technique for suppressing the trajectory error is desired. As an example of technology for suppressing trajectory errors, there is a method of correcting a command value using a model that estimates a correction amount for suppressing trajectory errors based on data such as the position and speed of a motor obtained by a sensor or the like. However, if the phenomenon that causes the trajectory error is not sufficiently considered, the correction effect may not appear at all, or the correction may be overcorrected, and depending on the correction, the result may rather deteriorate. In addition, there is a possibility that an unexpected correction may be made when the input to the model is disturbed by disturbance or the like or when there is an unknown input. Therefore, it is possible to suppress the trajectory error by judging how reliable the values estimated after the estimation of the correction amount using the model, that is, the uncertainty of the prediction result, and utilizing it for control. becomes possible. In the following embodiments, a servo control device will be described that can determine the uncertainty of the prediction of the result estimated using the model, and can suppress the occurrence of trajectory error in drive control of the servo motor.

図1は、実施の形態1によるサーボ制御装置の構成の一例を模式的に示すブロック図である。サーボ制御装置1は、指令値生成部2と、サーボモータ3と、に電気的に接続される。サーボ制御装置1は、周期的に指令値生成部2によって生成される指令値に基づいて、サーボモータ3の実際の動作の状態が補正された後の指令値に一致するように制御を行う。動作の状態の一例は、サーボモータ3の位置、速度および加速度である。サーボ制御装置1は、指令値生成部2で生成される指令値に基づいて、サーボモータ3を駆動するための電流および電圧を生成し、サーボモータ3に印加する。 FIG. 1 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a servo control device according to Embodiment 1. FIG. The servo control device 1 is electrically connected to the command value generator 2 and the servomotor 3 . The servo control device 1 performs control based on the command value periodically generated by the command value generator 2 so that the actual operating state of the servo motor 3 matches the corrected command value. An example of the state of operation is the position, velocity and acceleration of the servomotor 3 . The servo control device 1 generates current and voltage for driving the servomotor 3 based on the command value generated by the command value generator 2 and applies the current and voltage to the servomotor 3 .

指令値生成部2は、予め定められた時間間隔であるサーボ制御周期で指令値をサーボ制御装置1へ出力する装置である。指令値生成部2は、例えば数値制御装置またはモーションコントローラで実現され、公知の技術を用いて指令値を生成する。ここで、指令値は、サーボモータ3の動作の状態または制御量を所望の状態に制御するための目標値であり、サーボモータ3の位置、速度、加速度、トルク、電流およびモデル位置の少なくとも1つを含む。なお、モデル位置は、計算によって求められたサーボモータ3のおおよその位置であり、今回のサーボ制御周期におけるサーボモータ3の実際の位置を推定したものである。サーボモータ3の構造を模擬したサーボモデルを用いることによって、モデル位置を推定することが可能である。このサーボモデルは、単純には、カットオフ周波数を有する1次遅れフィルタとして定義されるものであり、一般には低域通過特性を有するフィルタとして扱うことができる。 The command value generator 2 is a device that outputs a command value to the servo control device 1 at a servo control cycle that is a predetermined time interval. The command value generator 2 is realized by, for example, a numerical control device or a motion controller, and generates command values using known techniques. Here, the command value is a target value for controlling the operating state or control amount of the servomotor 3 to a desired state, and is at least one of the position, speed, acceleration, torque, current, and model position of the servomotor 3. including one. The model position is an approximate position of the servomotor 3 obtained by calculation, and is an estimated actual position of the servomotor 3 in the current servo control cycle. By using a servo model that simulates the structure of the servo motor 3, it is possible to estimate the model position. This servo model is simply defined as a first-order lag filter with a cutoff frequency, and can generally be treated as a filter with low-pass characteristics.

サーボモータ3は、図示しないボールねじなどの動力伝達機構を介して制御対象の駆動制御を行うための駆動装置であり、サーボ制御装置1内のサーボアンプ11から電圧の印加を受けて回転する。制御対象の一例は、工作機械、ロボットまたは産業機械である。サーボモータ3は、サーボモータ3の位置を検出するエンコーダ等の位置検出器を備える。位置検出器は、検出した位置をサーボ制御装置1に出力する。位置検出器が検出した位置は、サーボ制御装置1内のサーボアンプ11および補正部12に入力される。 The servomotor 3 is a driving device for performing drive control of a controlled object via a power transmission mechanism such as a ball screw (not shown), and receives voltage from a servo amplifier 11 in the servo control device 1 to rotate. Examples of controlled objects are machine tools, robots, or industrial machines. The servomotor 3 includes a position detector such as an encoder that detects the position of the servomotor 3 . The position detector outputs the detected position to the servo control device 1 . The position detected by the position detector is input to the servo amplifier 11 and the correction section 12 in the servo control device 1 .

サーボ制御装置1は、サーボアンプ11と、補正部12と、判断部13と、を備える。サーボアンプ11は、予め定められた時間間隔、すなわちサーボ制御周期でサーボモータ3の位置、速度および加速度を制御する装置である。サーボアンプ11は、実際には、後述する補正部12で補正が行われた後の指令値にサーボモータ3の実際の動作の状態が一致するように制御を行う。以下では、サーボモータ3の動作を制御させる際に使用される指令値は、補正後指令値と称される。 The servo control device 1 includes a servo amplifier 11 , a correction section 12 and a determination section 13 . The servo amplifier 11 is a device that controls the position, speed, and acceleration of the servomotor 3 at predetermined time intervals, ie, servo control cycles. The servo amplifier 11 actually performs control so that the actual operating state of the servo motor 3 coincides with the command value corrected by the correction unit 12, which will be described later. Hereinafter, the command value used when controlling the operation of the servomotor 3 is referred to as a corrected command value.

補正部12は、指令値生成部2で生成された指令値とサーボモータ3の実際の位置および速度等の状態量とに基づいて、現在または未来の補正後指令値の候補である候補指令値と、この候補指令値の信頼度を評価するための指標である信頼度指標と、を決定する。また、補正部12は、サーボモータ3を制御するための補正後の指令値である補正後指令値を出力する。具体的には、補正部12は、指令値生成部2で生成された指令値とサーボモータ3の実際の位置および速度等の状態量とを入力として、後述する方法で、候補指令値と信頼度指標とを決定し、出力する。サーボモータ3の実際の状態量は、サーボモータ3の動作の実測結果である。 Based on the command value generated by the command value generating unit 2 and state quantities such as the actual position and speed of the servomotor 3, the correction unit 12 generates a candidate command value, which is a candidate for the current or future post-correction command value. and a reliability index that is an index for evaluating the reliability of this candidate command value. Further, the correction unit 12 outputs a corrected command value, which is a corrected command value for controlling the servomotor 3 . Specifically, the correction unit 12 inputs the command value generated by the command value generation unit 2 and state quantities such as the actual position and speed of the servomotor 3, and calculates the candidate command value and the reliability by a method described later. Determine and output the degree index. The actual state quantity of the servomotor 3 is the actual measurement result of the operation of the servomotor 3 .

判断部13は、補正部12から出力された信頼度指標に基づいて、候補指令値のサーボモータ3の制御への適用の許可または不許可を判断し、判断結果を補正部12に出力する。具体的には、判断部13は、補正部12から出力された信頼度指標を基に候補指令値の適用に対して信頼できると判断した場合には、補正部12に対して候補指令値のサーボアンプ11への出力を許可とする判断結果を出力する。判断部13は、補正部12から出力された信頼度指標を基に候補指令値の適用に対して信頼できないと判断した場合には、補正部12に対して候補指令値のサーボアンプ11への出力を不許可とする判断結果を出力する。信頼度指標は、予測した結果の不確実性を判定するための指標であり、予測した結果を指令値の補正に使用できるか否かを判定する指標である。補正部12では、予測モデルを使用して未来のサーボモータ3の状態を予測するため、予測モデルの精度が低い場合には未来の予測の不確実性が上がることがある。また、予測モデルへの入力が外乱等で乱れたり、未知の入力があったりした場合にも、予測モデルで予測した結果の不確実性が上がることがある。判断部13では、このような補正部12における予測の不確実性を判断する。補正部12で信頼度指標から信頼度を判断する方法として、例えば予め設定した基準値である閾値との大小関係から判断する等の方法があるが、この方法に限定されるものではない。 Based on the reliability index output from the correcting unit 12 , the determining unit 13 determines whether to permit or disallow application of the candidate command value to the control of the servomotor 3 , and outputs the determination result to the correcting unit 12 . Specifically, if the determination unit 13 determines that the application of the candidate command value is reliable based on the reliability index output from the correction unit 12, the determination unit 13 provides the correction unit 12 with the candidate command value. A determination result that permits output to the servo amplifier 11 is output. If the determination unit 13 determines that application of the candidate command value is unreliable based on the reliability index output from the correction unit 12, the determination unit 13 instructs the correction unit 12 to transfer the candidate command value to the servo amplifier 11. Output the judgment result that the output is not permitted. The reliability index is an index for determining the uncertainty of the predicted result, and is an index for determining whether or not the predicted result can be used to correct the command value. Since the correction unit 12 uses the prediction model to predict the future state of the servo motor 3, the uncertainty of the future prediction may increase if the accuracy of the prediction model is low. In addition, when the input to the prediction model is disturbed by disturbance or the like, or when there is an unknown input, the uncertainty of the result predicted by the prediction model may increase. The determination unit 13 determines the uncertainty of such prediction in the correction unit 12 . As a method for judging the reliability from the reliability index by the correction unit 12, there is a method such as judging from the magnitude relation with a threshold value which is a preset reference value, but the method is not limited to this method.

また、補正部12は、判断部13からの判断結果にしたがって、サーボモータ3を制御するための指令値を選択し、選択した指令値を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力する。具体的には、補正部12は、許可の判断結果を取得した場合には、候補指令値を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力し、不許可の判断結果を取得した場合には、後述する方法によって候補指令値とは異なる指令を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力する。 Further, the correction unit 12 selects a command value for controlling the servomotor 3 according to the determination result from the determination unit 13, and outputs the selected command value to the servo amplifier 11 as a corrected command value. Specifically, the correction unit 12 outputs the candidate command value to the servo amplifier 11 as a corrected command value when obtaining a permission determination result, and outputs the candidate command value to the servo amplifier 11 when obtaining a non-permission determination result. A command different from the candidate command value is output to the servo amplifier 11 as a command value after correction, depending on the method used.

ここで、補正部12のより詳細な構成について説明する。補正部12は、予測部121と、補正選択部122と、を有する。予測部121は、現在または未来のサーボモータ3の位置等の動作の状態量を予測する予測モデルを有する。予測部121は、指令値生成部2から取得した指令値と、サーボモータ3から取得したサーボモータ3の実際の動作の状態量と、を入力として、予測モデルを使用して予測した現在または未来のサーボモータ3の動作の状態である予測状態量を予測する。また、予測部121は、予測モデルを使用して予測状態量の信頼度を評価する信頼度指標を算出する。なお、信頼度指標は、予測状態量の信頼度を評価するものであるが、候補指令値は評価の対象である予測状態量を用いて補正された指令値であるので、候補指令値の信頼度を評価するものでもある。 Here, a more detailed configuration of the correction unit 12 will be described. The correction unit 12 has a prediction unit 121 and a correction selection unit 122 . The prediction unit 121 has a prediction model for predicting the state quantity of the operation such as the current or future position of the servomotor 3 . The prediction unit 121 inputs the command value obtained from the command value generation unit 2 and the state quantity of the actual operation of the servo motor 3 obtained from the servo motor 3, and predicts the present or future using a prediction model. A predicted state quantity, which is the operating state of the servomotor 3, is predicted. The prediction unit 121 also calculates a reliability index for evaluating the reliability of the predicted state quantity using the prediction model. The reliability index is used to evaluate the reliability of the predicted state quantity. It also evaluates degree.

予測モデルと、予測モデルから予測した予測状態量とこの予測状態量に対応する信頼度指標と、を算出する一例として、予測状態量が特定の分布に従う確率変数であると仮定した確率モデルの一例であるガウス過程回帰を用いる方法が挙げられる。ガウス過程回帰を用いて予測状態量と信頼度指標とを算出する場合、例えば、次のような計算が行われる。Nを自然数として、加工等によってサーボモータ3を動作させている際のN点のサンプリングを行い、入力データをxとし、出力データをyとし、グラム行列をCNとする。このとき、サンプリングの入力データの1つをxi(iは自然数)とし、サンプリングの出力データの1つをyi(iは自然数)とし、サンプリング入力データの値をx1,・・・,xNとすると、新たな入力xN+1に対する出力yN+1の予測値m(xN+1)と信頼度指標の基となる分散σ2(xN+1)は次式(1)および次式(2)によって計算される。As an example of calculating a prediction model, a predicted state quantity predicted from the prediction model, and a reliability index corresponding to this predicted state quantity, an example of a probability model assuming that the predicted state quantity is a random variable following a specific distribution A method using Gaussian process regression is mentioned. When calculating the predicted state quantity and the reliability index using Gaussian process regression, for example, the following calculations are performed. With N being a natural number, sampling is performed at N points while the servomotor 3 is being operated by processing or the like, input data is x, output data is y, and Gram matrix is C N . At this time, one of the sampling input data is x i (i is a natural number), one of the sampling output data is y i (i is a natural number), and the values of the sampling input data are x 1 , . x N , the prediction value m(x N +1 ) of the output y N+1 for the new input x N+1 and the variance σ 2 (x N+1 ), which is the basis of the reliability index, are given by the following equation (1 ) and the following equation (2).

m(xN+1)=kT・(CN -1)・y ・・・(1)
σ2(xN+1)=c-kT・(CN -1)・k ・・・(2)
m (x N+1 )=k T (C N -1 ) y (1)
σ 2 (x N+1 )=c−k T ·(C N −1 )·k (2)

ここで、kは、次式(3)に示されるように、サンプリングした入力データx1,・・・,xNのそれぞれと新たな入力xN+1とを引数としたときのカーネル関数の値を並べたベクトルである。また、cは、新たな入力xN+1同士のカーネル関数の値に予測モデルの精度パラメータを加えたスカラー値である。なお、(2)式では、分散σ2(xN+1)を求めているが、分散の平方根を計算することで標準偏差σ(xN+1)を求めることができる。Here, as shown in the following equation (3), k is the kernel function when the sampled input data x 1 , . . . , x N and the new input x N+1 are arguments. A vector of values. Also, c is a scalar value obtained by adding the accuracy parameter of the prediction model to the value of the kernel function between the new inputs x N+1 . Although the variance σ 2 (x N+1 ) is obtained in equation (2), the standard deviation σ(x N+1 ) can be obtained by calculating the square root of the variance.

Figure 0007275389000001
Figure 0007275389000001

つぎに、予測値および予測値のばらつきについて説明する。図2は、予測値と予測値のばらつきとを概念的に説明するための図である。図2には、予測値とこの予測値のばらつきの範囲とがガウス過程回帰を用いて算出される例が示されている。図2の横軸は、入力データxを示し、縦軸は、出力データyを示す。図2の黒丸で示した点は、予め取得したデータの点を示す。ガウス過程回帰を用いた予測では、出力データyがガウス分布に従うとして出力データyの予測値を予測する。このため、予測値をガウス分布の平均m(x)とし、予測の不確実性を示す指標をガウス分布の標準偏差σ(x)とすると、実際の出力データyは、約95%の確率で、m(x)-2σ(x)以上かつm(x)+2σ(x)以下の範囲に入ることが統計的に示される。図2において、実線で示された曲線は、出力データyの予測値であるm(x)を示し、破線で示された曲線は、m(x)-2σ(x)およびm(x)+2σ(x)の曲線を示す。図2に示されるように、取得したデータに近い箇所では予測値のばらつきは小さくなり、取得したデータから離れた箇所では予測値のばらつきは大きくなる傾向がある。 Next, predicted values and variations in predicted values will be described. FIG. 2 is a diagram for conceptually explaining predicted values and variations in predicted values. FIG. 2 shows an example in which the predicted value and the range of variation of the predicted value are calculated using Gaussian process regression. The horizontal axis of FIG. 2 indicates the input data x, and the vertical axis indicates the output data y. The points indicated by the black circles in FIG. 2 indicate the data points obtained in advance. In prediction using Gaussian process regression, a predicted value of output data y is predicted assuming that output data y follows a Gaussian distribution. For this reason, if the predicted value is the average m(x) of the Gaussian distribution and the index indicating the uncertainty of the prediction is the standard deviation σ(x) of the Gaussian distribution, the actual output data y has a probability of about 95% , m(x)−2σ(x) or more and m(x)+2σ(x) or less. In FIG. 2, the solid curve indicates m(x), which is the predicted value of the output data y, and the dashed curves indicate m(x)−2σ(x) and m(x)+2σ. (x) curves are shown. As shown in FIG. 2, there is a tendency for the variation in predicted values to be small at locations close to the acquired data, and to be greater at locations distant from the acquired data.

この統計的な観点から、標準偏差σ(x)を基に信頼度指標を定義する。例えば、標準偏差σ(x)を信頼度指標とした場合、信頼度指標が小さくなるほどばらつきが小さくなるので予測値が確からしくなる。加えて、実際の出力データyが許容誤差δ(>0)を要求する場合、2σ(x)≦δを満たしていれば補正をした際に許容誤差以内に収まる可能性がある。また別の例では、信頼度指標を1/(1+α・σ(x))、α=2/δとした場合、ばらつきが0のときには信頼度指標が1になり、ばらつきが無限大のときには信頼度指標が0になり、信頼度指標の値が大きいほどばらつきが小さく予測値が確からしくなる。加えて、信頼度指標が0.5以上の場合、2σ(x)≦δを満たすので補正をした際に許容誤差以内に収まる可能性がある。このように、予測部121は、予測モデルを用いて予測した出力データy、すなわちサーボモータ3の動作の状態量のばらつきに基づいて信頼度指標を決定することができる。なお、信頼度指標についてはこれに限定されるものではない。 From this statistical point of view, a reliability index is defined based on the standard deviation σ(x). For example, when the standard deviation σ(x) is used as the reliability index, the smaller the reliability index, the smaller the variation, so the predicted value becomes more reliable. In addition, when the actual output data y requires an allowable error δ (>0), if 2σ(x)≦δ is satisfied, there is a possibility that the error will be within the allowable error after correction. In another example, if the reliability index is 1/(1+α·σ(x)) and α=2/δ, the reliability index becomes 1 when the variation is 0, and the reliability index becomes 1 when the variation is infinite. The degree index becomes 0, and the larger the value of the reliability index, the smaller the variation and the more certain the predicted value. In addition, when the reliability index is 0.5 or more, 2σ(x)≦δ is satisfied, so there is a possibility that the error is within the allowable error when corrected. Thus, the prediction unit 121 can determine the reliability index based on the output data y predicted using the prediction model, that is, the variations in the state quantity of the operation of the servomotor 3 . Note that the reliability index is not limited to this.

ここでは、ガウス過程回帰を用いて予測と予測に対する信頼度指標とを算出する例を説明した。しかし、予測方法はこれに限定されず、例えば、決定木、線形回帰、ブースティング、ニューラルネットワークといった機械学習を用いた方法であってもよい。また、信頼度指標の算出方法もこれに限定されず、例えば、密度推定、混合密度ネットワーク等といった手法を用いてもよい。 Here, an example of using Gaussian process regression to calculate a prediction and a confidence index for the prediction has been described. However, the prediction method is not limited to this, and may be, for example, a method using machine learning such as decision tree, linear regression, boosting, and neural network. Also, the method of calculating the reliability index is not limited to this, and methods such as density estimation, mixture density network, etc. may be used, for example.

図1に戻り、補正選択部122は、予測部121から出力された予測状態量が指令値に一致するように補正量を計算し、指令値を補正して候補指令値を生成する。そして、補正選択部122は、判断部13から出力される判断結果に基づいてサーボアンプ11に候補指令値を出力するか否かを制御する。補正選択部122は、判断結果が許可である場合には、候補指令値を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力し、判断結果が不許可である場合には、候補指令値とは別の値を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力する。別の値の一例は、1つ前の周期の補正後指令値、指令値生成部2から出力された指令値、つまり補正を行っていない指令値、または予め指定された値である。ただし、別の値は、これらに限定されるものではない。なお、不許可の場合に、上記の別の値のうちのどの値を出力するかは予め設定される。 Returning to FIG. 1, the correction selection unit 122 calculates a correction amount so that the predicted state quantity output from the prediction unit 121 matches the command value, corrects the command value, and generates a candidate command value. Then, the correction selection section 122 controls whether or not to output the candidate command value to the servo amplifier 11 based on the determination result output from the determination section 13 . The correction selection unit 122 outputs the candidate command value to the servo amplifier 11 as a corrected command value when the determination result is permitted, and outputs a different command value from the candidate command value when the determination result is not permitted. The value is output to the servo amplifier 11 as a command value after correction. An example of another value is the command value after correction in the previous cycle, the command value output from the command value generator 2, that is, the command value not corrected, or a value specified in advance. However, other values are not limited to these. It should be noted that, in the case of disapproval, it is set in advance which of the above different values is to be output.

つぎに、実施の形態1によるサーボ制御装置1の動作について説明する。図3は、実施の形態1によるサーボ制御装置における制御方法の手順の一例を示すフローチャートである。まず、指令値生成部2は、サーボ制御周期で指令値を生成し、サーボ制御装置1に出力する。この指令値は、サーボ制御装置1の予測部121に入力される。また、サーボモータ3は、サーボモータ3の実際の動作の状態量をサーボ制御装置1に出力する。このサーボモータ3の動作の状態量は、予測部121に入力される。 Next, the operation of the servo control device 1 according to Embodiment 1 will be described. FIG. 3 is a flow chart showing an example of a control method procedure in the servo control device according to the first embodiment. First, the command value generator 2 generates a command value in a servo control cycle and outputs it to the servo control device 1 . This command value is input to the prediction section 121 of the servo control device 1 . The servo motor 3 also outputs the state quantity of the actual operation of the servo motor 3 to the servo control device 1 . The state quantity of the operation of the servomotor 3 is input to the prediction section 121 .

予測部121は、指令値およびサーボモータ3の動作の状態量を取得すると(ステップS11)、予測モデルを使用して、サーボモータ3の補正量の推定時点以降におけるサーボモータ3の動作の予測状態量および信頼度指標を算出する(ステップS12)。予測部121は、算出したサーボモータ3の動作の予測状態量を補正選択部122に出力し、信頼度指標を判断部13に出力する。 When the prediction unit 121 acquires the command value and the state quantity of the operation of the servomotor 3 (step S11), the prediction unit 121 uses the prediction model to estimate the predicted state of the operation of the servomotor 3 after estimating the correction amount of the servomotor 3. Quantity and reliability indices are calculated (step S12). The prediction unit 121 outputs the calculated predicted state quantity of the operation of the servomotor 3 to the correction selection unit 122 and outputs the reliability index to the determination unit 13 .

補正選択部122は、動作の予測状態量が指令値に一致するように指令値を補正した候補指令値を生成する(ステップS13)。また、判断部13は、信頼度指標に基づいて候補指令値のサーボアンプ11への出力を許可するか否かを判断する(ステップS14)。判断部13は、信頼度指標を基に候補指令値の適用に対して信頼できると判断した場合には、候補指令値のサーボアンプ11への出力を許可とする判断結果を補正選択部122に対して出力する。また、判断部13は、信頼度指標を基に候補指令値の適用に対して信頼できないと判断した場合には、候補指令値のサーボアンプ11への出力を不許可とする判断結果を補正選択部122に対して出力する。 The correction selection unit 122 generates a candidate command value by correcting the command value so that the predicted state quantity of the motion matches the command value (step S13). Further, the determination unit 13 determines whether or not to permit the output of the candidate command value to the servo amplifier 11 based on the reliability index (step S14). If the judgment unit 13 judges that the application of the candidate command value is reliable based on the reliability index, the judgment unit 13 notifies the correction selection unit 122 of the judgment result that the output of the candidate command value to the servo amplifier 11 is permitted. Output for Further, when determining that the application of the candidate command value is unreliable based on the reliability index, the determination unit 13 corrects and selects the result of determination that the output of the candidate command value to the servo amplifier 11 is not permitted. Output to the unit 122 .

補正選択部122は、判断結果が許可であるかを判定する(ステップS15)。判断結果が許可である場合(ステップS15でYesの場合)には、補正選択部122は、候補指令値を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力する(ステップS16)。一方、判断結果が許可ではない場合、すなわち不許可である場合(ステップS15でNoの場合)には、補正選択部122は、候補指令値ではない別の値を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力する(ステップS17)。ステップS16またはステップS17の後、サーボアンプ11は、補正後指令値に基づいてサーボモータ3を制御する(ステップS18)。そして、処理がステップS11に戻る。以上の処理が、指令値生成部2からサーボ制御周期で指令値が入力される毎に繰り返される。 The correction selection unit 122 determines whether the determination result is permission (step S15). When the determination result is permitted (Yes in step S15), the correction selection unit 122 outputs the candidate command value to the servo amplifier 11 as a corrected command value (step S16). On the other hand, if the determination result is not permitted, that is, if it is not permitted (No in step S15), the correction selection unit 122 sets another value other than the candidate command value as the corrected command value to the servo amplifier 11. (step S17). After step S16 or step S17, the servo amplifier 11 controls the servo motor 3 based on the corrected command value (step S18). Then, the process returns to step S11. The above processing is repeated each time a command value is input from the command value generator 2 in a servo control cycle.

実施の形態1では、補正部12が指令値生成部2で生成された指令値とサーボモータ3の動作の状態量の実測結果とを入力として、指令値を補正した候補指令値と、この候補指令値の予測の不確実性を示す信頼度指標とを決定する。また、判断部13は、信頼度指標に基づいて、候補指令値を補正後指令値としてサーボモータ3の制御に適用するか否かの判断を行い、この判断結果を補正部12に出力する。そして、補正部12は、判断結果に基づいて、サーボアンプ11に出力する補正後指令値を決定する。これによって、予測の不確実性が高い候補指令値を補正後指令値として使用し、加工精度が悪化してしまうことを抑制することができるという効果を有する。つまり、実施の形態1によるサーボ制御装置1によって、指令値を補正する補正量の推定時点において、補正量の推定時点以降の推定した補正量がどの程度信頼できるかを判断することができるという効果を有する。 In the first embodiment, the correction unit 12 inputs the command value generated by the command value generation unit 2 and the actual measurement result of the state quantity of the operation of the servomotor 3, the candidate command value obtained by correcting the command value, and the candidate command value and a confidence index indicating the uncertainty of the prediction of the command value. Further, the determination unit 13 determines whether or not to apply the candidate command value as the corrected command value to the control of the servomotor 3 based on the reliability index, and outputs this determination result to the correction unit 12 . Then, the correction unit 12 determines a corrected command value to be output to the servo amplifier 11 based on the determination result. As a result, it is possible to suppress deterioration in machining accuracy caused by using a candidate command value with high prediction uncertainty as a post-correction command value. That is, with the servo control device 1 according to the first embodiment, at the time of estimating the correction amount for correcting the command value, it is possible to judge how reliable the estimated correction amount after the time of estimating the correction amount is. have

また、補正部12は、予測モデルを使用して、候補指令値を決定する時点から後の時点のサーボモータ3の動作の状態量である予測状態量と、予測状態量に対応する信頼度指標と、を予測する。さらに、補正部12は、予測状態量に基づいて、候補指令値を決定する。このように、現在または未来の補正量と、この補正量に対応した信頼度指標と、を同時に出力できる予測モデルを使用するので、補正量の信頼度の評価が容易になるという効果を有する。 Further, the correction unit 12 uses the prediction model to obtain a predicted state quantity that is a state quantity of the operation of the servomotor 3 at a time after the candidate command value is determined, and a reliability index corresponding to the predicted state quantity. and predict. Further, the correction unit 12 determines a candidate command value based on the predicted state quantity. In this way, since a prediction model capable of simultaneously outputting the current or future correction amount and the reliability index corresponding to this correction amount is used, it is possible to easily evaluate the reliability of the correction amount.

さらに、補正部12は、候補指令値の適用が許可の場合には、候補指令値を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力し、候補指令値の適用が不許可の場合には、別の値を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力する。このように、信頼度指標を用いて予測モデルから計算した候補指令値を用いた補正か、それ以外の値を用いた補正かを自動で切り替えることができる。また、予測モデルへの入力が外乱等で乱れた場合、あるいは未知の入力があった場合に、想定外の補正量となってしまうことを抑制することができる。さらに、信頼度指標を予測値のばらつきを基に算出するようにしたので、信頼度の精度を高めることができる。 Furthermore, when the application of the candidate command value is permitted, the correction unit 12 outputs the candidate command value to the servo amplifier 11 as a corrected command value, and when the application of the candidate command value is not permitted, another The value is output to the servo amplifier 11 as a command value after correction. In this way, it is possible to automatically switch between correction using the candidate command value calculated from the prediction model using the reliability index and correction using other values. In addition, it is possible to prevent an unexpected correction amount from occurring when the input to the prediction model is disturbed due to disturbance or the like, or when there is an unknown input. Furthermore, since the reliability index is calculated based on the variation of the predicted values, the accuracy of the reliability can be improved.

実施の形態2.
図4は、実施の形態2によるサーボ制御装置の構成の一例を模式的に示すブロック図である。以下では、実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略し、実施の形態1と異なる部分について説明する。実施の形態2によるサーボ制御装置1Aは、蓄積部14と、モデル情報更新部15と、をさらに備える。
Embodiment 2.
FIG. 4 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of the servo control device according to the second embodiment. In the following, the same reference numerals are given to the same constituent elements as in the first embodiment, the description thereof is omitted, and the portions different from the first embodiment will be described. The servo control device 1A according to the second embodiment further includes an accumulation section 14 and a model information update section 15. FIG.

蓄積部14は、指令値生成部2からの指令値と、サーボモータ3からの実際の動作の状態量と、を対応させて蓄積情報として記憶する。動作の状態量の一例は、サーボモータ3の位置もしくは速度またはサーボモータ3に流れる電流である。実施の形態2では、蓄積部14に記憶される動作の状態量は、フィードバック情報と称される。すなわち、蓄積情報は、指令値とフィードバック情報とを対応させた情報である。なお、フィードバック情報は、サーボモータ3の動作の実測結果に基づいて補正部12によって決定される。一例では、予測モデルの構築に使用されるサーボモータ3からの実際の動作の状態量がフィードバック情報として収集されるデータに決定される。 The accumulation unit 14 associates the command value from the command value generation unit 2 with the state quantity of the actual operation from the servomotor 3 and stores them as accumulation information. An example of the state quantity of operation is the position or velocity of the servomotor 3 or the current flowing through the servomotor 3 . In the second embodiment, the operation state quantity stored in the storage unit 14 is referred to as feedback information. That is, the accumulated information is information in which command values and feedback information are associated with each other. The feedback information is determined by the correction unit 12 based on the results of actual measurement of the operation of the servomotor 3. FIG. In one example, the state quantity of actual operation from the servo motors 3 used for constructing the prediction model is determined in the data collected as feedback information.

蓄積情報は、判断部13での判断結果が不許可となる場合の指令値とフィードバック情報との組み合わせを含む。このため、蓄積部14は、判断部13から蓄積部14に出力される判断結果が不許可になったタイミングで、蓄積情報を記録する。なお、記録するタイミングは一例であり、タイミングは判断結果が不許可になった場合を基準に予め設定された時間より早くしてもよいし、または遅くしてもよい。判断結果が不許可になった場合を基準に予め定められた時間よりも早くする場合には、一例では、判断結果が出されるタイミングよりも予め定められた時間だけ早いタイミングで蓄積情報を記録すればよい。この場合、判断結果が不許可の場合には記録した蓄積情報はそのままとし、判断結果が許可の場合には、記録した蓄積情報はそのままとしてもよいし、削除してもよい。また、記録する時間も不許可になっている時間だけでなく、開始タイミングから予め設定された時間間隔で蓄積情報を記録してもよい。 The accumulated information includes a combination of the command value and the feedback information when the judgment result of the judging section 13 is disapproval. Therefore, the storage unit 14 records the storage information at the timing when the determination result output from the determination unit 13 to the storage unit 14 becomes non-permissible. Note that the timing of recording is an example, and the timing may be earlier or later than the time set in advance based on the judgment result being disapproval. If the time is earlier than the predetermined time based on the judgment result being disapproval, in one example, the accumulated information may be recorded at a timing earlier than the timing at which the judgment result is issued by a predetermined time. Just do it. In this case, if the judgment result is not permitted, the recorded accumulated information is left as it is, and if the judgment result is permitted, the recorded accumulated information may be left as it is or deleted. Moreover, the accumulated information may be recorded at predetermined time intervals from the start timing instead of the time during which recording is not permitted.

モデル情報更新部15は、蓄積部14に記憶された蓄積情報を用いて予測モデルについてのモデル情報を更新する。モデル情報は、予測状態量とこの予測状態量に対応する信頼度指標とを出力する予測モデルのモデルパラメータもしくはハイパーパラメータ、または予測モデルを含む。つまり、モデル情報更新部15は、予測モデルのモデルパラメータまたはハイパーパラメータをモデル情報として、蓄積情報にしたがって更新したり、予測モデルをモデル情報として、蓄積情報にしたがって更新したりする。ここでは、予測モデルのモデルパラメータを、機械学習を用いて更新する場合を例に挙げて説明する。 The model information updating unit 15 uses the accumulated information stored in the accumulating unit 14 to update model information about the prediction model. The model information includes model parameters or hyperparameters of a prediction model that outputs a prediction state quantity and a reliability index corresponding to this prediction state quantity, or a prediction model. That is, the model information updating unit 15 updates the model parameters or hyperparameters of the prediction model as model information according to the accumulated information, or updates the prediction model as model information according to the accumulated information. Here, the case where the model parameters of the prediction model are updated using machine learning will be described as an example.

図5は、実施の形態2によるサーボ制御装置のモデル情報更新部の構成の一例を模式的に示すブロック図である。モデル情報更新部15は、状態観測部151と、学習部152と、学習済みモデル記憶部153と、出力部154と、を備える。 FIG. 5 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a model information updating unit of the servo control device according to the second embodiment. The model information updating unit 15 includes a state observing unit 151 , a learning unit 152 , a trained model storage unit 153 and an output unit 154 .

状態観測部151は、蓄積部14に記憶された蓄積情報を状態変数として観測する。なお、ここでは、状態観測部151は、蓄積情報を状態変数として観測しているが、少なくとも蓄積情報を含むサーボモータ3またはサーボ制御装置1Aに関する状態変数を観測するものであればよい。サーボモータ3またはサーボ制御装置1Aに関する状態変数の一例は、サーボモータ3の位置、速度またはサーボモータ3に流れる電流等の状態量、および指令値である。 The state observation unit 151 observes accumulated information stored in the accumulation unit 14 as state variables. Here, the state observation unit 151 observes the accumulated information as a state variable, but it may at least observe the state variables related to the servo motor 3 or the servo control device 1A including the accumulated information. Examples of state variables relating to the servomotor 3 or the servo control device 1A are state quantities such as the position and speed of the servomotor 3 or current flowing through the servomotor 3, and command values.

学習部152は、状態変数に基づいて作成される訓練データセットに従って、予測モデルのモデルパラメータを学習する。学習部152が用いる学習アルゴリズムはどのようなものを用いてもよい。一例として教師あり学習アルゴリズムの1つであるガウス過程回帰を適用した場合について説明する。予測モデルにガウス過程回帰を用いた場合、カーネル関数等に使用されているパラメータを蓄積部14に記憶された蓄積情報を使って推定し、予測モデルを更新する。例えば、指令値生成部2から出力された指令値の時系列データを入力データとし、サーボモータ3の実際の状態を出力データとする教師データを作成し、これらのデータに基づいて学習を行い、パラメータを推定する。パラメータの推定方法としては最尤推定等を用いることで、より確からしい予測モデルを構築することができるが、パラメータの推定方法はこの方法に限定されない。学習部152は、学習が収束した場合に、学習した予測モデル、または予測モデルに適用する、学習したモデルパラメータもしくはハイパーパラメータを学習済みのモデル情報である学習結果とする。学習が収束したという判定は公知の判定手法を用いることができる。 The learning unit 152 learns the model parameters of the prediction model according to the training data set created based on the state variables. Any learning algorithm may be used by the learning unit 152 . As an example, a case of applying Gaussian process regression, which is one of supervised learning algorithms, will be described. When Gaussian process regression is used for the prediction model, the parameters used in the kernel function and the like are estimated using the accumulated information stored in the accumulation unit 14, and the prediction model is updated. For example, the time-series data of the command value output from the command value generation unit 2 is used as input data, and the actual state of the servo motor 3 is used as output data to create teacher data, and learning is performed based on these data, Estimate parameters. By using maximum likelihood estimation or the like as a parameter estimation method, a more probable prediction model can be constructed, but the parameter estimation method is not limited to this method. When the learning converges, the learning unit 152 sets the learned prediction model or the learned model parameters or hyperparameters applied to the prediction model as the learning result, which is the learned model information. A known determination method can be used to determine that learning has converged.

学習済みモデル記憶部153は、学習結果を記憶する。上記したように、学習結果は、学習が収束したモデルである学習済みモデルまたは更新されたモデルパラメータもしくはハイパーパラメータである。 The learned model storage unit 153 stores learning results. As noted above, the learning result is a trained model, which is the model to which learning has converged, or updated model parameters or hyperparameters.

出力部154は、学習済みモデル記憶部153から学習結果を取得して、適切なタイミングで学習結果を予測部121の予測モデルに適用する。すなわち、出力部154は、予測モデルを学習した場合には、更新された予測モデルを予測部121の予測モデルに反映させる。また、出力部154は、予測モデルのモデルパラメータまたはハイパーパラメータを学習した場合には、更新されたモデルパラメータまたはハイパーパラメータを予測部121の予測モデルに反映させる。このように、判断部13の判定結果で信頼度が不足しているときの入出力データを用いて逐次予測モデルを更新することで、信頼度の高い補正を可能とする予測モデルを構築することが可能になる。すなわち、候補指令値のサーボモータ3への適用が不許可となる場合を低減することができる。 The output unit 154 acquires the learning result from the trained model storage unit 153 and applies the learning result to the prediction model of the prediction unit 121 at appropriate timing. That is, when the prediction model is learned, the output unit 154 reflects the updated prediction model in the prediction model of the prediction unit 121 . In addition, when the model parameters or hyperparameters of the prediction model are learned, the output unit 154 reflects the updated model parameters or hyperparameters in the prediction model of the prediction unit 121 . In this way, by sequentially updating the prediction model using the input/output data when the reliability is insufficient in the determination result of the determination unit 13, a prediction model that enables highly reliable correction can be constructed. becomes possible. That is, it is possible to reduce the cases where the application of the candidate command value to the servomotor 3 is not permitted.

なお、図4では、蓄積部14およびモデル情報更新部15がサーボ制御装置1A内に備えられる場合が示されているが、蓄積部14およびモデル情報更新部15がサーボ制御装置1Aとは別個の装置であってもよい。一例では、蓄積部14およびモデル情報更新部15は、外部のパーソナルコンピュータなどの情報処理装置に内蔵されていてもよい。この場合には、外部の情報処理装置上で蓄積情報の記録および予測モデルの構築等を行い、この結果をサーボ制御装置1A内の予測部121に反映させる構成となる。 Although FIG. 4 shows a case where the storage unit 14 and the model information updating unit 15 are provided within the servo control device 1A, the storage unit 14 and the model information updating unit 15 are separate from the servo control device 1A. It may be a device. In one example, the storage unit 14 and the model information update unit 15 may be built in an information processing device such as an external personal computer. In this case, the stored information is recorded and the prediction model is constructed on an external information processing device, and the results are reflected in the prediction section 121 in the servo control device 1A.

実施の形態2では、蓄積部14が、指令値生成部2からの指令値と、サーボモータ3からのフィードバック情報と、を対応させて蓄積情報として記憶する。蓄積情報には、判断部13による判断結果が不許可となった指令値とフィードバック情報とが含まれるようにする。モデル情報更新部15は、機械学習によって蓄積情報を用いて予測モデル、またはモデルパラメータもしくはハイパーパラメータである結果情報を更新し、更新した結果情報を予測部121に反映させる。これによって、判断部13による判定結果で信頼度が不足しているとされた場合の入出力データを用いて逐次、予測モデルを更新することができる。つまり、信頼度が低いときのデータを用いて、再度、予測モデルまたはモデルパラメータもしくはハイパーパラメータを更新することで予測モデルの予測精度を向上させることができる。また、機械学習によってより確からしい予測モデルを構築することができる。 In the second embodiment, the accumulation unit 14 associates the command value from the command value generation unit 2 with the feedback information from the servomotor 3 and stores them as accumulated information. The accumulated information includes the command value and the feedback information for which the judgment result of the judging section 13 is disallowed. The model information update unit 15 updates result information, which is a prediction model or model parameters or hyperparameters, using accumulated information through machine learning, and reflects the updated result information in the prediction unit 121 . As a result, the prediction model can be sequentially updated using the input/output data when the determination result of the determining unit 13 indicates that the reliability is insufficient. That is, the prediction accuracy of the prediction model can be improved by updating the prediction model or the model parameters or hyperparameters again using the data when the reliability is low. In addition, it is possible to construct a more probable prediction model by machine learning.

実施の形態3.
図6は、実施の形態3によるサーボ制御装置の構成の一例を模式的に示すブロック図である。以下では、実施の形態1と同一の構成要素には同一の符号を付して、その説明を省略し、実施の形態1と異なる部分について説明する。実施の形態3によるサーボ制御装置1Bでは、補正部12は、2以上の予測部を有する。図6の例では、補正部12は、第1予測部121Aと、第2予測部121Bと、を有する。なお、補正部12は、3以上の予測部を有していてもよい。
Embodiment 3.
FIG. 6 is a block diagram schematically showing an example of the configuration of a servo control device according to Embodiment 3. As shown in FIG. In the following, the same reference numerals are given to the same constituent elements as in the first embodiment, the description thereof is omitted, and the portions different from the first embodiment will be described. In the servo control device 1B according to Embodiment 3, the correction section 12 has two or more prediction sections. In the example of FIG. 6, the correction unit 12 has a first prediction unit 121A and a second prediction unit 121B. Note that the correction unit 12 may have three or more prediction units.

第1予測部121Aと第2予測部121Bとは、用いる予測モデルが異なっている。つまり、第1予測部121Aと第2予測部121Bとで、予測モデルの構造もしくは予測方法が異なっているか、または予測モデルの構造もしくは予測方法は同じであるが使用しているモデルパラメータもしくはハイパーパラメータが異なっている。このため、通常、第1予測部121Aおよび第2予測部121Bの予測結果には差異が生じる。 The prediction models to be used are different between the first prediction unit 121A and the second prediction unit 121B. That is, the first prediction unit 121A and the second prediction unit 121B have different prediction model structures or prediction methods, or have the same prediction model structure or prediction method, but use model parameters or hyperparameters is different. For this reason, a difference usually occurs between the prediction results of the first prediction section 121A and the second prediction section 121B.

第1予測部121Aおよび第2予測部121Bは、指令値生成部2から出力される指令値と、サーボモータ3から出力されるサーボモータ3の実際の動作の状態量と、を取得して、それぞれの予測モデルを使用して、予測状態量とこの予測状態量に対応する信頼度指標を予測する。第1予測部121Aおよび第2予測部121Bは、予測状態量を補正選択部122に出力し、信頼度指標を判断部13に出力する。ここで、第1予測部121Aおよび第2予測部121Bのそれぞれの出力を区別するため、第1予測部121Aから出力された予測状態量および信頼度指標はそれぞれ第1予測状態量および第1信頼度指標と称され、第2予測部121Bから出力された予測状態量および信頼度指標はそれぞれ第2予測状態量および第2信頼度指標と称される。 The first prediction unit 121A and the second prediction unit 121B acquire the command value output from the command value generation unit 2 and the state quantity of the actual operation of the servomotor 3 output from the servomotor 3, Each prediction model is used to predict a predicted state quantity and a confidence index corresponding to this predicted state quantity. The first prediction unit 121A and the second prediction unit 121B output the prediction state quantity to the correction selection unit 122 and output the reliability index to the determination unit 13 . Here, in order to distinguish the respective outputs of the first prediction unit 121A and the second prediction unit 121B, the prediction state quantity and the reliability index output from the first prediction unit 121A are the first prediction state quantity and the first reliability index, respectively. The prediction state quantity and reliability index output from the second prediction unit 121B are referred to as a second prediction state quantity and a second reliability index, respectively.

判断部13は、第1予測部121Aから出力された第1信頼度指標および第2予測部121Bから出力された第2信頼度指標を取得する。判断部13は、取得した第1信頼度指標および第2信頼度指標と予め設定された基準値である閾値とを用いて信頼度を判断する。この信頼度の判断では、第1信頼度指標および第2信頼度指標がともに閾値を満たし、信頼度を満たしていると判断した第1の場合と、第1信頼度指標および第2信頼度指標のいずれか一方のみが閾値を満たし、信頼度を満たしていると判断した第2の場合と、第1信頼度指標および第2信頼度指標がともに閾値を満たさず、信頼度を満たしていないと判断した第3の場合と、のいずれかとなる。 The determination unit 13 acquires the first reliability index output from the first prediction unit 121A and the second reliability index output from the second prediction unit 121B. The judging unit 13 judges reliability using the obtained first reliability index and second reliability index and a threshold that is a preset reference value. In this reliability determination, the first reliability indicator and the second reliability indicator both satisfy the threshold and the reliability is satisfied. The second case in which only one of the thresholds is satisfied and the reliability is satisfied, and the first reliability index and the second reliability index both do not satisfy the thresholds and the reliability It becomes either the 3rd case judged.

第1の場合には、判断部13は、第1予測部121Aおよび第2予測部121Bのうち信頼度がより高い方の予測部から出力される予測状態量に基づいて補正した候補指令値をサーボアンプ11に出力することを許可する判断結果を補正選択部122に出力する。 In the first case, the determination unit 13 selects the candidate command value corrected based on the predicted state quantity output from the prediction unit with the higher reliability among the first prediction unit 121A and the second prediction unit 121B. A determination result permitting output to the servo amplifier 11 is output to the correction selection unit 122 .

第2の場合には、判断部13は、信頼度を満たしているいずれか一方の予測部から出力される予測状態量に基づいて補正した候補指令値をサーボアンプ11に出力することを許可する判断結果を補正選択部122に出力する。 In the second case, the determination unit 13 permits the output of the candidate command value corrected based on the predicted state quantity output from one of the prediction units that satisfies the reliability to the servo amplifier 11. A determination result is output to the correction selection unit 122 .

第3の場合には、第1予測状態量および第2予測状態量ともに補正に用いることを不許可とする判断結果を補正選択部122に出力する。 In the third case, it outputs to correction selecting section 122 a determination result that the first predicted state quantity and the second predicted state quantity are not permitted to be used for correction.

補正選択部122は、第1予測部121Aから出力された第1予測状態量については、第1予測状態量が指令値に一致するように補正量を計算し、指令値を補正して候補指令値を生成する。また、補正選択部122は、第2予測部121Bから出力された第2予測状態量については、第2予測状態量が指令値に一致するように補正量を計算し、指令値を補正して候補指令値を生成する。 For the first predicted state quantity output from the first prediction unit 121A, the correction selection unit 122 calculates a correction amount so that the first predicted state quantity matches the command value, corrects the command value, and selects a candidate command. generate a value. Further, the correction selection unit 122 calculates a correction amount for the second predicted state quantity output from the second prediction unit 121B so that the second predicted state quantity matches the command value, and corrects the command value. Generate candidate command values.

そして、補正選択部122は、判断部13から出力される判断結果に基づいてサーボアンプ11に候補指令値を出力するか否かを制御する。第1の場合には、補正選択部122は、第1予測部121Aおよび第2予測部121Bのうち信頼度がより高い方の予測部から出力される予測状態量に基づいて補正した候補指令値を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力する。第2の場合には、補正選択部122は、信頼度を満たしているいずれか一方の予測部から出力される予測状態量に基づいて補正した候補指令値を補正後指令値としてサーボアンプ11に出力する。第3の場合には、補正選択部122は、別の値を補正後指令値として出力する。別の値の一例は、1つ前の周期の補正後指令値、指令値生成部2から出力された指令値、つまり補正を行っていない指令値、または予め指定された値である。ただし、別の値は、これらに限定されるものではない。 Then, the correction selection section 122 controls whether or not to output the candidate command value to the servo amplifier 11 based on the determination result output from the determination section 13 . In the first case, the correction selecting unit 122 corrects the candidate command value based on the predicted state quantity output from the predicting unit with higher reliability among the first predicting unit 121A and the second predicting unit 121B. is output to the servo amplifier 11 as a corrected command value. In the second case, the correction selection unit 122 sends the candidate command value corrected based on the predicted state quantity output from one of the prediction units that satisfies the reliability to the servo amplifier 11 as the corrected command value. Output. In the third case, the correction selector 122 outputs another value as the corrected command value. An example of another value is the command value after correction in the previous cycle, the command value output from the command value generator 2, that is, the command value not corrected, or a value specified in advance. However, other values are not limited to these.

つまり、補正選択部122は、複数の予測部121A,121Bが決定した信頼度指標に基づく判断結果のうち少なくとも1つが許可である場合には、判断結果が許可となった予測部による候補指令値のうち、信頼度指標が最も良い候補指令値を補正後指令値として決定する。また、補正選択部122は、複数の予測部121A,121Bが決定した信頼度指標に基づく判断結果がすべて不許可である場合には、候補指令値を決定する時点の直前の補正後指令値、候補指令値を決定する時点の指令値、または予め設定した値を補正後指令値として決定する。 In other words, when at least one of the determination results based on the reliability indices determined by the plurality of prediction units 121A and 121B is permitted, the correction selection unit 122 selects the candidate command value by the prediction unit for which the determination result is permitted. Among them, the candidate command value with the best reliability index is determined as the corrected command value. Further, when the judgment results based on the reliability indexes determined by the plurality of prediction units 121A and 121B are all disallowed, the correction selection unit 122 selects the command value after correction immediately before determining the candidate command value, A command value at the time of determining the candidate command value or a preset value is determined as the post-correction command value.

実施の形態3では、サーボ制御装置1Bは、複数の予測部121A,121Bを備え、それぞれの予測部121A,121Bで用いられる予測モデルは異なるものとなる。これによって、それぞれの予測部121A,121Bからは、異なる予測状態量と信頼度指標とが算出される。判断部13は、複数の予測部121A,121Bから出力される信頼度指標に基づいてサーボアンプ11に出力する候補指令値の選択を行う。つまり、信頼度指標が閾値を満たすもののうち、信頼度がより高い方の予測部から出力される予測状態量に基づいて補正した候補指令値が補正後指令値として選択され、信頼度指標がすべて閾値を満たさない場合には別の値が補正後指令値として選択される。このように、複数の予測モデルの中から信頼度指標を比較して、最も確からしい補正量を選択することで補正の精度を高めることができる。また、制御対象または複数の予測部121A,121Bへの入力の変化に対しても、制御対象またはデータに応じてより適した予測モデルを用いることで、信頼度指標に基づきより確からしい補正を行うことが可能となる。この結果、不適切な補正によって加工精度が悪化することを防止することができる。 In Embodiment 3, the servo control device 1B includes a plurality of prediction units 121A and 121B, and the prediction models used by the prediction units 121A and 121B are different. As a result, different prediction state quantities and reliability indices are calculated from the respective prediction units 121A and 121B. The determination unit 13 selects candidate command values to be output to the servo amplifier 11 based on reliability indices output from the plurality of prediction units 121A and 121B. That is, among the reliability indices satisfying the threshold, the candidate command value corrected based on the predicted state quantity output from the prediction unit with the higher reliability is selected as the command value after correction, and all the reliability indices are If the threshold is not met, another value is selected as the corrected command value. In this manner, the accuracy of correction can be increased by comparing the reliability indices from among a plurality of prediction models and selecting the most probable correction amount. In addition, even for changes in the controlled object or inputs to the plurality of prediction units 121A and 121B, by using a more suitable prediction model according to the controlled object or data, more reliable correction is performed based on the reliability index. becomes possible. As a result, it is possible to prevent deterioration of machining accuracy due to inappropriate correction.

なお、実施の形態2の構成を実施の形態3の構成に適用してもよい。これによって、判断部13による判定結果で信頼度が不足しているとされた場合の入出力データを用いて逐次、複数の予測部121A,121Bにおける予測モデルを更新することができる。つまり、信頼度が低いときのデータを用いて、再度、複数の予測部121A,121Bにおける予測モデルまたはモデルパラメータもしくはハイパーパラメータを更新することで予測モデルの予測精度を向上させることができる。 Note that the configuration of the second embodiment may be applied to the configuration of the third embodiment. Thereby, the prediction models in the plurality of prediction units 121A and 121B can be sequentially updated using the input/output data when the determination result of the determination unit 13 indicates that the reliability is insufficient. That is, the prediction accuracy of the prediction model can be improved by updating the prediction model or the model parameters or hyperparameters in the plurality of prediction units 121A and 121B again using the data when the reliability is low.

つぎに、各実施の形態で説明したサーボ制御装置1,1A,1Bの補正部12、判断部13、蓄積部14およびモデル情報更新部15を実現するハードウェアの構成について説明する。図7は、実施の形態1,2,3によるサーボ制御装置を実現するハードウェア構成の一例を模式的に示す図である。実施の形態1,2,3で説明した補正部12、判断部13、蓄積部14およびモデル情報更新部15は、図7に示される処理回路100で実現可能である。 Next, a hardware configuration for realizing the correcting unit 12, the determining unit 13, the accumulating unit 14, and the model information updating unit 15 of the servo control devices 1, 1A, and 1B described in each embodiment will be described. FIG. 7 is a diagram schematically showing an example of a hardware configuration that implements the servo control devices according to the first, second and third embodiments. Correction unit 12, determination unit 13, storage unit 14, and model information update unit 15 described in the first, second, and third embodiments can be realized by processing circuit 100 shown in FIG.

処理回路100は、プロセッサ101、メモリ102、入力回路103および出力回路104を有する。プロセッサ101は、CPU(Central Processing Unit、中央処理装置、処理装置、演算装置、マイクロプロセッサ、マイクロコンピュータ、プロセッサ、DSPともいう)、システムLSI(Large Scale Integration)などである。メモリ102は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、フラッシュメモリ、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)、EEPROM(登録商標)(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory)等の、不揮発性または揮発性の半導体メモリ、磁気ディスク、フレキシブルディスク、光ディスク、コンパクトディスク、ミニディスクまたはDVD(Digital Versatile Disc)等である。 Processing circuitry 100 includes processor 101 , memory 102 , input circuitry 103 and output circuitry 104 . The processor 101 is a CPU (Central Processing Unit, processing unit, arithmetic unit, microprocessor, microcomputer, processor, also called DSP), system LSI (Large Scale Integration), or the like. The memory 102 is a non-volatile or Volatile semiconductor memory, magnetic disc, flexible disc, optical disc, compact disc, mini disc, DVD (Digital Versatile Disc), and the like.

補正部12、判断部13、蓄積部14およびモデル情報更新部15は、それぞれに対応するプログラムをメモリ102から読み出してプロセッサ101が実行することにより実現できる。入力回路103は、プロセッサ101が処理する情報、メモリ102が記憶する情報などを外部から受け取る際に使用し、出力回路104は、プロセッサ101が生成した情報、メモリ102が記憶している情報を外部へ出力する際に使用する。 The correcting unit 12, the determining unit 13, the accumulating unit 14, and the model information updating unit 15 can be realized by reading corresponding programs from the memory 102 and executing them by the processor 101. FIG. The input circuit 103 is used to externally receive information processed by the processor 101, information stored in the memory 102, and the like. Used when outputting to

なお、サーボアンプ11は、外部から供給される電圧を変換してサーボモータ3に印加する電圧を生成する変換回路、変換回路を制御する制御回路などを含む専用の回路で実現される。 The servo amplifier 11 is implemented by a dedicated circuit including a conversion circuit that converts an externally supplied voltage to generate a voltage to be applied to the servo motor 3, a control circuit that controls the conversion circuit, and the like.

以上の実施の形態に示した構成は、一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、実施の形態同士を組み合わせることも可能であるし、要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。 The configurations shown in the above embodiments are only examples, and can be combined with other known techniques, or can be combined with other embodiments, without departing from the scope of the invention. It is also possible to omit or change part of the configuration.

1,1A,1B サーボ制御装置、2 指令値生成部、3 サーボモータ、11 サーボアンプ、12 補正部、13 判断部、14 蓄積部、15 モデル情報更新部、121 予測部、121A 第1予測部、121B 第2予測部、122 補正選択部、151 状態観測部、152 学習部、153 学習済みモデル記憶部、154 出力部。 Reference Signs List 1, 1A, 1B servo control device, 2 command value generation unit, 3 servo motor, 11 servo amplifier, 12 correction unit, 13 determination unit, 14 accumulation unit, 15 model information update unit, 121 prediction unit, 121A first prediction unit , 121B second prediction unit, 122 correction selection unit, 151 state observation unit, 152 learning unit, 153 trained model storage unit, and 154 output unit.

Claims (6)

周期的に入力されるサーボモータの動作を指示する指令値に基づいてサーボモータの動作を制御するサーボ制御装置であって、
前記指令値と前記サーボモータの動作の実測結果とに基づいて、前記指令値を補正した指令値である候補指令値と、前記候補指令値の信頼度を評価する指標である信頼度指標と、を決定し、前記サーボモータを制御するための補正後の指令値である補正後指令値を出力する補正部と、
前記候補指令値の前記サーボモータの制御への適用の許可または不許可を、前記信頼度指標に基づいて判断し、判断結果を前記補正部に出力する判断部と、
前記補正後指令値に基づいて前記サーボモータを制御するサーボアンプと、
を備え、
前記補正部は、
現在または未来の前記サーボモータの動作の状態量を予測する予測モデルを用いて、前記指令値と前記サーボモータの動作の実測結果とを入力として、前記候補指令値を決定する時点以降の時点における前記サーボモータの動作の状態量を予測した予測状態量を予測し、前記予測状態量の信頼度を評価する予測部と、
前記予測状態量に基づいて前記候補指令値を決定する補正選択部と、
を有し、
前記予測部は、前記予測状態量の信頼度を前記信頼度指標とし、
前記補正部の前記補正選択部は、前記判断結果に基づいて前記候補指令値を前記補正後指令値として前記サーボアンプに出力することを特徴とするサーボ制御装置。
A servo control device that controls the operation of a servomotor based on a command value that is periodically input to instruct the operation of the servomotor,
a candidate command value that is a command value obtained by correcting the command value based on the command value and the actual measurement result of the operation of the servomotor; a reliability index that is an index for evaluating the reliability of the candidate command value; and a correction unit that outputs a corrected command value that is a corrected command value for controlling the servomotor;
a determination unit that determines permission or non-permission of application of the candidate command value to control of the servomotor based on the reliability index, and outputs a determination result to the correction unit;
a servo amplifier that controls the servo motor based on the corrected command value;
with
The correction unit is
Using a predictive model for predicting the state quantity of the current or future operation of the servomotor, inputting the command value and the actual measurement result of the operation of the servomotor, at the time after the time point of determining the candidate command value a prediction unit that predicts a predicted state quantity obtained by predicting the state quantity of the operation of the servomotor and evaluates the reliability of the predicted state quantity;
a correction selection unit that determines the candidate command value based on the predicted state quantity;
has
The prediction unit uses the reliability of the predicted state quantity as the reliability index,
The correction selection section of the correction section outputs the candidate command value to the servo amplifier as the post-correction command value based on the determination result.
前記指令値と前記サーボモータの動作の実測結果とを対応させて蓄積情報として記憶する蓄積部と、
前記判断結果が不許可の場合に、前記蓄積情報を用いて、前記予測モデルまたは前記予測モデルのモデルパラメータもしくはハイパーパラメータを含むモデル情報を更新し、前記予測部の前記予測モデルに更新された前記モデル情報を反映させるモデル情報更新部と、
をさらに備えることを特徴とする請求項に記載のサーボ制御装置。
an accumulation unit that associates the command value with an actual measurement result of the operation of the servomotor and stores it as accumulated information;
If the determination result is disapproval, using the accumulated information, update the prediction model or model information including model parameters or hyperparameters of the prediction model, and update the prediction model of the prediction unit. a model information updating unit that reflects model information;
2. The servo controller of claim 1 , further comprising:
前記モデル情報更新部は、
少なくとも前記蓄積情報を含む前記サーボモータまたは前記サーボ制御装置に関する状態変数を観測する状態観測部と、
前記状態変数に基づいて作成される訓練データセットに従って、前記モデル情報を学習する学習部と、
前記学習部で学習した学習済みの前記モデル情報を記憶する学習済みモデル記憶部と、
学習済みの前記モデル情報を前記予測部の前記予測モデルに反映させる出力部と、
を有することを特徴とする請求項に記載のサーボ制御装置。
The model information updating unit
a state observation unit that observes state variables relating to the servo motor or the servo control device that includes at least the accumulated information;
a learning unit that learns the model information according to a training data set created based on the state variables;
a learned model storage unit that stores the learned model information learned by the learning unit;
an output unit that reflects the learned model information in the prediction model of the prediction unit;
3. The servo control device according to claim 2 , comprising:
前記予測部は、前記予測モデルを用いて予測した前記サーボモータの状態量のばらつきに基づいて前記信頼度指標を決定し、
前記判断部は、前記予測モデルから出力された前記信頼度指標と予め定められた基準値とを比較し、比較した結果に基づいて、前記判断結果を決定することを特徴とする請求項からのいずれか1つに記載のサーボ制御装置。
The prediction unit determines the reliability index based on variations in the state quantity of the servo motor predicted using the prediction model,
2. The determination unit compares the reliability index output from the prediction model with a predetermined reference value, and determines the determination result based on the comparison result . 4. The servo control device according to any one of 3 .
前記補正選択部は、前記判断結果が許可の場合に、前記候補指令値を前記補正後指令値として出力し、前記判断結果が不許可の場合に、前記候補指令値を決定する時点の直前の前記補正後指令値、前記候補指令値を決定する時点の前記指令値、または予め指定した値を前記補正後指令値として出力することを特徴とする請求項からのいずれか1つに記載のサーボ制御装置。 The correction selection unit outputs the candidate command value as the post-correction command value when the determination result is permitted, and outputs the candidate command value immediately before determining the candidate command value when the determination result is not permitted. 5. The command value after correction, the command value at the time of determining the candidate command value, or a value specified in advance is output as the command value after correction. servo controller. 前記補正部は、複数の前記予測部を有し、
前記補正選択部は、複数の前記予測部が決定した前記信頼度指標に基づく前記判断結果のうち少なくとも1つが許可である場合に、前記判断結果が許可となった前記予測部による前記候補指令値のうち、前記信頼度指標が最も良い前記候補指令値を前記補正後指令値として決定し、複数の前記予測部が決定した前記信頼度指標に基づく前記判断結果がすべて不許可である場合に、前記候補指令値を決定する時点の直前の前記補正後指令値、前記候補指令値を決定する時点の前記指令値、または予め設定した値を前記補正後指令値として決定することを特徴とする請求項からのいずれか1つに記載のサーボ制御装置。
The correction unit has a plurality of prediction units,
When at least one of the determination results based on the reliability index determined by the plurality of prediction units is permission, the correction selection unit is configured to select the candidate command value by the prediction unit for which the determination result is permission. Among them, the candidate command value with the best reliability index is determined as the corrected command value, and when all the judgment results based on the reliability indices determined by the plurality of prediction units are disapproved, The command value after correction immediately before determining the candidate command value, the command value at the time of determining the candidate command value, or a preset value is determined as the command value after correction. 5. The servo control device according to any one of items 1 to 4 .
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019160017A (en) 2018-03-15 2019-09-19 オムロン株式会社 Learning device, learning method, and program therefor
JP2020135757A (en) 2019-02-25 2020-08-31 オムロン株式会社 Control apparatus, control method, and control program

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6392825B2 (en) * 2016-11-01 2018-09-19 ファナック株式会社 Robot controller with learning control function
JP6888577B2 (en) 2018-03-30 2021-06-16 オムロン株式会社 Control device, control method, and control program

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019160017A (en) 2018-03-15 2019-09-19 オムロン株式会社 Learning device, learning method, and program therefor
JP2020135757A (en) 2019-02-25 2020-08-31 オムロン株式会社 Control apparatus, control method, and control program

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