JPH0192813A - サーボ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 ［産業上の利用分野ゴ 本発明は、サーボ制御装置に関し、特にモータ　　　至
装置の機械特性および電気特性のみを用い伝達部材を介
して被駆動部材に印加された負荷からモータ装置に与え
られる作用力を補償しつつ被駆動部　　　部材が目標軌
道を目標速度で追従するようモータ装　　　装置を制御
するサーボ制御装置に関するものである・　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　づ［従来の技術］ 従来この種のサーボ制御装置としては、モータ装置、伝
達部材および被駆動部材の全ての機械時　　　イ陛およ
び電気特性を用いて作成した特性方程式にしたがって前
記モータ装置および伝達部材を適宜に制御することによ
り前記被駆動部材に目標軌道な目標速度で追従せしめる
ものが提案されていた。

［解決すべき問題点］ しかしながら従来のサーボ制御装置では、モータ装置、
伝達部材および被駆動部材の全ての機械時性および電気
特性を考慮する必要があったので、（ｉ）考慮すべき変
数が多く、ひいては小型化できず制御動作を高速化でき
ない欠点があり、まｒ、Ｈ（ｉυ設計に多大の労力およ
び時間を必要とするに点があり、しかも（ｉｉｉ）モー
タ装置、伝達部材目よび被駆動部材が異なるごとに設計
を反復するら要があって共通化できず汎用性に欠ける欠
点もらった。

また従来のサーボ制御装置では、モータ装置。

五速部材および被駆動部材の全ての機械特性および電気
特性を完全に把握することまでは実際上不可部であった
ので、利得の高いフィードバック制御に依存せざるを得
す、結果的に被駆動部材を所望の目標軌道にそって所望
の目標速度で追従せしめることか困難となる欠点があっ
た。

そこで本発明は、これらの欠点を除去し、被駆動部材に
印加された負荷から伝達部材を介してモータ装置に与え
られる作用力をモータ装置の機械特性および電気特性の
みを用いて補償しつつ被駆動部材が目標軌道を目標速度
で追従するようモータ装置を制御するサーボ制御装置を
提供せんとするものである。

（２）発明の構成 ［問題点の解決手段］ 本発明により提供される問題点の解決手段は、「伝達部
材を介して被駆動部材に連結されたモータ装置を前記被
駆動部材が目標軌道を目標速度で追従するように制御す
るサーボ制御装置において、 （ａ）前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
加速度を設定し、 前記目標位置、目標速度および目 標加速度を用いて目標値を作成す る目標設定回路と、 （ｂ）前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
されており、前記 目標値に応じて前記モータ装置の 規範位置および規範速度を決定す る規範動作回路と、 （Ｃ）前記モータ装置の実位置および規範位置から位置
偏差を作成し、か つ前記モータ装置の実速度および 規範速度から速度偏差を作成する 偏差発生回路と。

（ｄ）前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
れており、前記位 置偏差および速度偏差に応じて前 記モータ装置に印加される作用力 に対する推定補償値を作成する推 定補償回路と、 （ｅ）前記モータ装置の実位Ｎおよび 実速度から前記規範動作回路で決 定された規範位置および規範速度 に対するフィードバック補償値を 作成するフィードバック補償回路 と。

（ｆ）前記目標設定回路、推定補償回路およびフィード
バック補償回路の 出力端に対し入力端が接続されか つ出力端が前記モータ装置の制御 入力端に接続されており、前記目 標値と推定補償値とフィードバラ ク補償値とから前記モータ装置に 対する制御電圧を作成するＭｇｉ電 圧発生回路と を備えてなることを特徴とするサーボ制御装置」 である。

また本発明により提供される問題点の他の解決手段は、 ［伝達部材を介して被駆動部材に連結されたモータ装置
を前記被駆動部材が目標軌道を目標速度で追従するよう
に制御するサーボ制御装置において、 （ａ）前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
加速度を設定し、 前記目標位置、目標速度および目 標加速度を用いて目標値を作成す る目標設定回路と。

（ｂ）前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
されており、前記 目標値に応じて前記モータ装置の 規範位置および規範速度を決定す る規範動作回路と、 （Ｃ）前記モータ装置の実位置および規範位置から位置
偏差を作成し、か つ前記モータ装置の実速度および 規範速度から速度偏差を作成する 偏差発生回路と、 （ｄ）前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
れており、前記位 置偏差および速度偏差に応じて前 記モータ装置に印加される作用力 に対する推定補償値を作成する誤 差補償回路と、 （ｅ）前記偏差発生回路および誤差補償回路の出力端に
対し入力端が接続 されており、前記位置偏差および 速度偏差と誤差補償値とに応じて 前記作用力に対する推定補償値を 作成する推定補償回路と、 （ｆ）前記モータ装置の実位置および 実速度から前記規範動作回路で決 定された規範位置および規範速度 に対するフィードバック補償値を 作成するフィードバック補償回路 （ｇ）前記目標設定回路、および誤差 補償回路、推定補償回路および フィードバック補償回路の出力端 に対し入力端が接続されかつ出力 端が前記モータ装置の制御入力端 に接続されており、前記目標値と 誤差補償値と推定補償値とフィー ドパツク補償値とから前記モータ 装置に対する制御電圧を作成する 制御電圧発生回路と を備えてなることを特徴とするサーボ制御装置」 である。

［作用］ 本発明にかかるサーボ制御装置は、目標設定回路により
モータ装置の目標位置、目標速度および目標加速度に応
じて目標値を作成し、その目標値に応じて規範動作回路
によりモータ装置の規範位置および規範速度を決定し、
偏差発生回路により前記モータ装置の実位置Ｓよび規範
位置から位置偏差を作成しかつ前記モータ装置の実速度
および規範速度から速度偏差を作成し、推定補償回路に
より前記位置偏差および速度偏差に応じて前記モータ装
置に印加される作用力に対する推定補償値を作成し、フ
ィードバック補償回路により前記モータ装置の実位置お
よび実速度から前記規範動作回路で決定された規範位置
および規範速度に対するフィードバック補償値を作成し
、制御電圧発生手段により前記目標値と推定補償値とフ
ィードバック補償値とから前記モータ装置に対する制御
電圧を作成する作用をなしており、ひいては（ｉ）伝達
部材および被駆動部材の機械特性および電気特性を全く
考慮することなくモータ装置の機械特性および電気特性
のみを用いて前記作用力を補償しつつ前記モータ装置を
制御するのみで被駆動部材の制御を達成する作用をなし
、結果的に（ｉｉ）小型化および制ｇｌ動作の高速化を
実現する作用をなし、また（ｉｉｉ）設計を共通化ない
し簡潔化する作用をなし、併せて（ｉｖ）汎用化を達成
する作用もなす。

また本発明にかかる他のサーボ制御装置は、目標設定回
路によりモータ装置の目標位置、目標速度および目標加
速度に応じて目標値を作成し、その目標値に応じて規範
動作回路によりモータ！ｌ装置の規範位２？および規範
速度を決定し、偏差発生回路により前記モータ装置の実
位置および規範位置から位置偏差を作成しかつ前記モー
タ装置の実速度および規範速度から速度偏差を作成し、
誤差補償回路により前記位置偏差および速度偏差に応し
て前記モータ装置に印加される作用力に対する誤差補償
値を作成し、推定補償回路により前記位置偏差および速
度偏差と誤差補償値とに応じて前記作用力に対する推定
補償値を作成し、フィードバック補償回路により前記モ
ータ装置の実位ｌおよび実速度から前記規範動作回路で
決定された規範位置および規範速度に対するフィードバ
ック補償値を作成し、制御電圧発生手段により前記目標
値と誤差補償値と推定補償値とフィードバック補償値と
から前記モータ装置に対する制ｇ４電圧を作成する作用
をなしており、ひいては上記（ｉ）〜（ｉｖ）の作用を
一層改善する作用をなし、結果的に（ｉｏ）伝達部材お
よび被駆動部材の機械特性および電気特性を全く考慮す
ることなくモータ装この機械特性および電気特性のみを
用いて前記作用力を補償しつつ前記モータ装置を制御す
るのみて被駆動部材の制御を高精度て達成する作用をな
し、（ｉｉ’）小型化および制御動作の高速化を十分に
実現する作用をなし、また（ｉｉｉ’）設計を大幅に共
通化ないし簡潔化する作用をなし、併せて（ｉｖ’）汎
用化を十分に達成する作用もなす。

［実施例］ 次に本発明について、添付図面を参照しつつ実施例を挙
げ具体的に説明する。

第１図は、本発明にかかるサーボ制御装置の一実施例を
示す回路図である。

第２図は、本発明にかかるサーボ制御装置の他の実施例
を示す回路図である。

まず第１図を参照しつつ、本発明にかかるサーボｍ制御
装置の一実施例について、その構成を詳細に説明する。

以下の説明では説明を簡潔とするために、位置、速度お
よび加速度が、それぞれ回転位置９回転速度および回転
加速度についてのみ説明されているが１本発明は、これ
らに限定されるものではなく、一般の位置、速度および
加速度について適用できる。

神は本発明のサーボ制御装置用の出力端に対し制御入力
端２０ａが接続されることによって制御されるモータ装
置で、一般にその実特性関数すなわち実動特性方程式が
ギアなどの伝達部材（図示せず）を介して出力軸に連結
された多関節ロボットアームなどの被駆動部材（図示せ
ず）に印加された負荷からのトルクあるいは摩擦力など
に伴なう作用力ｆ、実回転加速度ｉ、実回転速度０．実
回転位ｌＯ１逆起電力定数ａおよび伝達特性ｃ１を用い
て θ　＝−ａθ＋ｃ’ｕ　＋　ｆ と表現てきる。このためモータ装置飢は、サーボ制御装
置」の出力端に入力端（すなわち制御入力端２０ａ）が
接続されておりサーボ制御装置用から出力された制ｖ４
電圧Ｕをｃｍ倍しｃ”ｕとして出力する入力利得Ｃ＊の
増幅器２１と、増幅器２１の出力端に対し十入力端が接
続されてｃ’ｕが与えられかつ他の十入力端が被駆動部
材に対し接続されて作用力ｆが与えられており出力端か
ら実回転加速度０を出力する加算器２２と、加算器２２
の出力端に対し入力端が接続されおり実回転加速度θに
対して演算子ｓ−′を演算（すなわち−実回転加速度θ
を積分）して実回転速度δを出力する積分器２３と、積
分器２３の出力端に対し入力端が接続されており実回転
速度みに対して演算子ｓ−１を演算（すなわち実回転速
度すを積分）して実回転位こθを出力する他の積分器２
４と、積分器２３の出力端に対し入力端か接続され実回
転速度δに対して演算子ａを演算（すなわち実回転速度
すをａ倍）してａδを出力し加算器２２の一入力端に与
える増幅器２５とによって表現されている。ここでモー
タ装２２２０ては、実回転位ｌθの時間的変化（すなわ
ち実回転速度み）および実回転速度みの時間的変化（す
なわち実回転加速度θ）に比し制御電圧Ｕに対する増幅
器２■の伝達特性（すなわち入力利得）ｃ′の時間的変
化が大きいため、その伝達特性ｃ４が一定とみなされて
いる。また逆起電力定数ａおよび伝達特性Ｃ″は、実回
転加速度ｉの係数を１とするためにモータ装置廷の慣性
能率によって除された値である。

並はモータ装置並の目標設定回路で、第１ないし第３の
出力端３１ａ、　３１ｂ、　３１ｃからそれぞれ被駆動
部材の目標軌道および目標速度に対応したモータ装置並
の目標回転位ｖｌｏａ　、目標回転速度ｂｄおよび目標
回転加速度″６ｄを出力する目標設定器３１と、第１の
出力端３１ａに接続されており目標回転位置Ｏｄをλ１
倍し入、Ｏｄとして出力する増幅器３２と、第２の出力
端３１ｂに接続されており目標回転速度δｄをλ２倍し
λ２δｄとして出力する増幅器３３と、第３の出力端３
１ｃおよび増幅器３２、３３の出力端に対し３つの十入
力端がそれぞれ接続されており目標回転加速度”Ｏｄと
入１倍された目標回転位置０６　（すなわち入、Ｏｄ）
と入。

倍された目標回転速度θｄ　（すなわち入、Ｏｄ）とを
互いに加算して目標値でｄ τｄ＝　θｄ＋λ２θ６＋λ１θ６ を出力する加算器３４とを包有している。ここで入、、
λ２は、モータ装置並か目標回転位置θ６゜目標回転速
度δｄおよび目標回転加速度θｄに到達するに要する時
間を決定するための係数であフて、所望により適宜設定
すればよい。

赳はモータ装Ｎ！！！の規範動作を決定する規範動作回
路で、十入力端が目標設定回路用の出力端すなわち加算
器３４の出力端に接続されており目標値τ６が入力され
る加算器４１と、加算器４１の出力端に接続されており
規範回転加速度りに対して演算子ｓ　−＋を演算（すな
わち規範回転加速度ｊ、を積分）して規範回転速度θ、
を出力する積分器４２と、積分器４２の出力端と加算器
４１の一入力端との間に挿入されており規範回転速度θ
１を入２倍しλ２八として加算器４１に与え目標値τｄ
から減算せしめる増幅器４３と、積分器４２の出力端に
接続されており規範回転速度δ、に対して演算子Ｓ−′
を演算（すなわち規範回転速度θ、を積分）して規範回
転位置θ、を出力する他の積分器４４と、積分器４４の
出力端と加算器４１の他の一入力端との間に挿入されて
おり規範回転位置θ、、をλ□倍しλ１θ、として加算
器４１に与え目標値τｄから減算せしめる他の増幅器４
５とを包有している。したがって規範動作回路並は、規
範特性関数すなわち規範動特性方程式 θ、＝−人、θ、−入、θ、＋でｄ ひいては −０−−ｆＪａ ＝−人２　（θ１−θｄ） 一人、（θ、−０６） を有してＳす、モータ装３２０の規ａｉｇＪ作すなわち
所望の動作特性を決定づけている。

■はモータ装置並の実位置（ここでは実回転位置０）お
よび実速度（ここでは実回転速度θ）から規範動作回路
赳で決定された規ａ動作すなわち規範位置（ここでは規
範回転位置θ１）および規範速度（ここでは規範回転速
度δ、）に対するフィードバック補償値量０を作成する
フィードバック補償回路で、モータ装Ｎ並の検出端２０
ｂに接続されており実回転位置θをλ８倍しλ、θとし
て出力する増幅器５１と、モータ装Ｎ刈の他の検出端２
０ｃに接続されており実回転速度δを（入、−ａ）倍し
く入、　−ａ）　ｆ）として出力する他の増幅器５２と
。

増幅器５１．５２の出力端に対してそれぞれ十入力端が
接続されており入、θと（入、−ａ）δとを互いに加算
し規範動作回路赳で決定された規範回転位ｎθ、および
規範回転速度θ、に対するフィードバック補償値？。

ｔｏ　＝（入２−ａ）δ十λ１　θ として出力する加算器５コとを包有している。

靭は偏差発生回路で、モータ装Ｍ２０の検出端２０ｂに
対し十入力端が接続されかつ規範動作回路赳の積分器４
４の出力端に対し一入力端が接続されており実回転位置
θと規範回転位置θ、の間の差分すなわち回転位置偏差
ｅ＝（θ−θ、）を出力する加算器６１と、モータ装置
並の検出端２０ｃに対し十入力端が接続されかつ規範動
作回路並の積分器４２の出力端に対し一入力端が接続さ
れており実回転速度θと規範回転速度θ１との間の差分
すなわち回転速度偏差ｅ＝（θ−θ、）を出力する他の
加算器６２とを包有している。

胆はモータ装Ｈ！Ｉ２０に印加され作用力ｆを推定して
補償する推定補償回路で、偏差発生回路６０の出力端す
なわち加算器６１の出力端に対し入力端が接続されてお
り回転位置偏差ｅ＝（θ−θ、）に対しｙ４算子（ｓ　
＋　ＩＬ）”を演算（すなわち回転位置偏差ｅ＝（θ−
θ、）を積分）して を出力するフィルタ７１と、フィルタ７１の出力端に対
し入力端が接続されておりフィルタ７１の出力な入、倍
し として出力する増幅器７２と、偏差発生回路観の他の出
力端すなわち加算器６２の出力端に対し入力端が接続さ
れており回転位置偏差二＝（δ−δ、）に対し演算子（
ｓ　＋　ＩＬ）−’を演算（すなわち回転速度偏差ｅ＝
＝（δ−み−を積分）してを出力する他のフィルタ７３
と、フィルタ７３の出力端に対し入力端が接続されてお
りフィルタ７３の出力を（λ２−終）倍し として出力する他の増幅器７４と、第１ないし第３の十
入力端がそれぞれ偏差発生回路並の他の出力端すなわち
加算器６２の出力端と増幅器７２．７４の出力端とに接
続されており ＝（０−み、）＋ を算出して作用力ｆに対する推定補償値ｉを用いて と表現し出力する加算器７５と、加算器７５の出力端に
対し入力端が接続されており加算器７５の出力を演算子
（Ｓ＋ル）の演算（すなわち微分）によって＜１−？）
に変え出力する微分増幅器７６と、微分増幅器７６の出
力端に対して入力端が接続されており微分増幅器７６の
出力（ｆ−？）の符号が正のとき作用力ｆの微分ンの最
大絶対値ＩＩ＋、、ヨを出力しかつ微分増幅器７６の出
力（ｆ−？）の符号か負のとき作用力ｆの微分ｉの最大
絶対値＋　ｉ　＋−，、に負の符号を付して出力（この
ときの出力を１ン１　ｗａｘ　Ｓｉｇｎと示す）するリ
レー回路７７と、リレー回路７７の出力端に対し入力端
が接続されかつ偏差発生回路並の出力端すなわち加算器
６１の出力端に対し他の入力端が接続されており回転位
置偏差ｅ＝ｃθ−〇、）が閾値５ＫＯＵ以上のときリレ
ー回転７７の出力をそのまま出力しかつ回転位置偏差ｅ
＝（θ−θ、、）が閾値５ＫＯＵ未満のときリレー回路
７７の出力を回転位置偏差ｅ＝（０−θ、）に比す）す
る比例飽和回路７８と、比例飽和回路７８の出力端に対
し入力端が接続されており比例飽和回路７８に対し演算
子ｓ　−ｒを演算（すなわち比例飽和回路７８の出力を
積分）して推定補償値子として出力する積分器７９とを
包有している。

並はモータ装置並の制御電圧Ｕを発生する制御電圧発生
回路で、目標設定回路用の出力端すなわち加算器３４の
出力端に対し十入力端が接続されかつフィードバック補
償回路並の出力端すなわち加算器５３の出力端に対し一
入力端が接続されかつ推定補償値子四の出力端すなわち
積分器７９の出力端に対し他の一入力端が接続されて３
つ Ｕ・＝τ６−？。−１ ＝θｄ十λ２θｄ＋λ、θ６ −（λ２−ａ）δ−λ、θ−１ を出力する加算器８１と、加算器８１の出力端に対して
入力端が接続されかつ出力端がモータ装置並の制御入力
端２０ａに接続されており、加算器８１の出力Ｕ′をｃ
ｌＩ−１倍し制御電圧ｕ”ｅ”−’ｕ”として出力する
乗算器８２とを包有している。

加えて第１図を参照しつつ１本発明にかかるサーボ制御
装置の一実施例について、その作用を詳細に説明する。

目標設定回路用において、目標設定器３１により被駆動
部材（図示せず）の目標軌道および目標速度に対応した
モータ装、１２０の目標回転位置’ｄｏ目標回転速度δ
ｄおよび目標回転加速度ｉｄを適宜に設定し、その目標
回転位置θおよび目標回転速度θ６を増幅器３２．　：
１３てそれぞれ入３倍および入２倍し、加算器３４によ
りん１倍した目標回転位置θ６と入２倍した目標回転速
度θ６と目標回転加速度’Ｏｄとを互いに加算して目標
値τｄで６＝０４＋入、θ４＋λ、θ６ のごとく算出して出力する。

目標設定回路用の出力すなわち目標値τｄは、規ａ動作
回路並に入力されており、増幅器４５で入８倍した規範
回転位置θ１と増幅器４３で入２倍した規範回転速度δ
、とに対して、加算器４１で加算される。これにより、
被駆動部材（図示せず）の目標軌道および目標速度に対
応したモータ装置並の規範特性関数すなわち規範動特性
方程式が、０、＝−入、θ、−人、０．＋で６ したがワて ０ｍ　　Ｏｄ −一人、（θ、−〇ｄ） 一人、（θヨーθｄ） のごとく形成される。ここて規範回転速度θ６は、加算
器４１の出力すなわち規範回転加速度ｉｄを積分器４２
によって積分することにより形成されている。また規範
回転位置０．は、積分器４２の出力すなわち規範回転速
度θヨを積分器４１によって積分することにより形成さ
れている。

目標設定回路用の出力すなわち目標値τ６に応じ規範動
作回路赳で作成された規範回転位置θ。

と規範回転速度θ１とは、それぞれ偏差発生回路観の加
算器６１．６２に与えられいる。加算器６１．６２では
、それぞれモータ装７７２０の検出端２０ｂ、２０ｃか
ら与えられた実回転位置θおよび実回転速度θと規範回
転位置０．および規範回転速度０．どの間で差分が求め
られており、回転位置偏差ｅ＝（θ−θ、）および回転
速度偏差ｅ＝（θ−θ、）として出力されている。

偏差発生回路観によりて発生された回転位置偏差ｅ＝（
θ−θ、）および回転速度偏差ｅ＝（δ−δ、）は、推
定補償回路刈に入力されている。

回転位置偏差ｅ＝（θ−０□）は、フィルタ７１により
演算子（ｓ　＋　ＪＬ）−’か演算（すなわち積分）さ
れたのち、増幅器７２て入１倍されて加算器７５の十入
力端に与えられている。回転速度偏差ｅ＝（δ−み、）
は、加算器７５の他の十入力端に直接に与えられており
、またフィルタ７３により演算子（ｓ　＋　ｐ）−’が
演算（すなわち積分）されたのち増幅器７４で（入、−
終）倍されて加算器７５の他の十入力端に与えられてい
る。

推定補償回路憩の加算器７５では、加算器６２および増
幅器７２．７４の出力が互いに加算されており、＝（δ
−δ、） か作成されている。ここで規＠動作回路並は、上述より
明らかなように ｉ、＝−入２　θ１−人、θ、＋で６ て示される規範特性関数すなわち規範動特性方程式を有
している。またモータ装置廷は、加算器８１の出力ｕ８
が、 １・＝１ｓ−ｆｏｆ ＝τ６−（λ２−ａ）θ−人、θ−７ ０１−４倍されたのち制御電圧Ｕとして制御入力端２０
ａに印加されているので、 θ＝−ａθ＋ｃ’ｕ＋ｆ ＝−ａθ＋ｕ”＋ｆ したがって θ＝−ａθ＋τ６−（入、−ａ）δ −λ、０−？＋１ ＝−人２　δ−一人　ｏ＋τａ　−？＋ｔの実特性関数
すなわち実働特性方程式を有している。よって ０−０１＝−人２　（δ−δ、） 一人、（θ−θ、　＞　−？＋１ か成立している。いまこの式の両辺に対し演算子（Ｓ十
弘）−１を演算せしめ、かつ ＝θ−θ、−□（θ−θ、） ｓ＋ｇ の関係を使用すれば、 θ−θ、−□（θ−θ、） Ｓ十弘 か求められる。ひいては が求められる。これにより加算器７５の出力は、と表現
されて出力されている。加算器７５の出力は、微分増幅
器７６により演算子（Ｓ＋ル）か演算（すなわち微分）
されたのち、＜１−？）としてリレー回路７７に与えら
れている。要するにフィルタ７Ｉ、７３　、増幅器７２
，７４　、加算器７５および微分増幅器７６によって、
作用力ｆを全く計測することなく、（ｆ−？）が作成さ
れ、リレー回路７７に与えられている。

推定補償回路四のリレー回路７７ては、加算器７５から
与えられた（ｆ−？）に応じ１１１□っＳｉｇｎが出力
される。すなわちリレー回路７７ては、＜１−？＞の符
号が正のとき作用力ｆの微分子のの符号が負のとき作用
力ｆの微分ｉの最大絶対値１ｆ１１□に負の符号が付さ
れて出力される。換言すれば作用力ｆの微分子よりも速
く子を作用力ｆに収束せしめるために、＜１−？）の符
号が判定されかつその符号か作用力ｆの微分子の最大絶
対値ｌｆｆ３１Ｍに対して付されて出力されている。

リレー回路７７の出力Ｉ　ｆ　ｌ　ｗａｘ　Ｓｉｇｎは
、比例飽和回路７８に与えられており、偏差発生回路並
から与えられた回転位置偏差ｅ＝（０−θ、）が閾値５
ＫＯＵ以上のときそのまま出力され、また回転位置偏差
ｅ＝（θ−θ、）が閾値Ｓに００未満のとき比例飽和回
路７８の内部で回転位置偏差ｅ＝（θ−θ、）に比例し
て調整されたのち出力される。比例飽和回路７８の出力
は、積分器７９で演算子Ｓ−１が演３１（すなわち積分
）される、これにより子は、作用力ｆの微分ンよりも速
く作用力ｆに収束されており、作用力ｆに対する推定補
償値として積分器７９ひいては推定補償回路Ｕから出力
される。

モータ装置並では、加算器２２の出力すなわち実回転加
速度ｉが積分器２３によって積分され、検出端２０ｃか
ら実回転速度δとして出方されている。

実回転速度δは、積分器２４によって積分されたのち検
出端２０ｂから実回転位ｌθとして出力されており、か
つ増幅器２５によって３倍されて加算器２２の一入力端
に与えられている。

モータ装置赳の検出端２０ｂ、２０ｃからそれぞれ出力
された実回転位置θおよび実回転速度δは、フィードバ
ック補償回路利の増幅器５１．５２によってそれぞれλ
３倍および（入２−ａ）倍されたのち、加算器５３の２
つの十入力端にそれぞれ与えられている。加算器５３で
は、λ１倍された実回転位置θと（λ２−ａ）倍された
実回転速度すとが互いに加算され、規範動作回路赳で決
定された規範動作すなわち規範位置（ここでは規範回転
位置Ｏ，）および規範速度（ここでは規範回転速度δい
）に対するフィードバック補償値？。とじて出力される
。

制御電圧発生回路観では、目標設定回路廷から出力され
た目標値でｄと、推定補償回路洩から出力された推定補
償値ｉと、フィードバック補償回路並から出力されたフ
ィードバック補償値１０とからモータ装置並に対する訪
御電圧Ｕが発生されている。すなわち、加算器８１では
、小入力端に対し、目標値τ６が入力され、かつ２つの
一入力端に対し推定補償値？およびフィードバック補償
値？。が入力されており、 ｃ”ｕ＝τａ　　ｆ　　ｆ。

が発生されている。加算器８１の出力ｃ”ｕは、乗算器
８２に３いてｃ″′Ｉ倍されたのち、訪御電圧Ｕとして
モータ装５２０の制御入力端２０ａに対して出力されて
いる。

モータ装置並では、制御入力端２０ａに与えられた制御
電圧Ｕが増幅３２１により０１倍されたのち、加算器２
２の小入力端に対して与えられている。加算器２２では
、他の小入力端に対して作用力ｆが与えられ、かつ−入
力端に対し８倍された実回転速度みが与えられている。

以上によりモータ装置並は、本発明のサーボ制御装置赳
の出力（すなわち制御電圧Ｕ）によって実動特性関数す
なわち実効特性方程式 ％式％ にしたがって動作が好適に制御されている。

更に第２図を参照しつつ、本発明にかかるサーボ制御装
置の他の実施例について、その構成および作用を詳細に
説明する。

第２図実施例は、第１図実施例において誤差補償回路腸
な追加配設し、これに伴なって推定補償回路用と制御電
圧発生回路靭とを若干変更してそれぞれ推定補償回路謳
と制御電圧発生回路謳としてなるサーボ制御装置塵であ
る。したがって説明を簡潔とするためにここでは、誤差
補償回路箪を主として説明し、必要に応じ推定補償回路
議および制御電圧発生回路±の変更箇所を付随的に説明
する二 誤差補償回路奥は、モータ装置並の実動作と規ａ動作回
路すの規範動作との間の誤差を補償するために１作用力
ｆに対する誤差補償値？８を発生することを目的として
配設されており、偏差発生回路Ｕの出力端すなわち加算
器６１の出力端に対し入力端が接続されており回転位置
偏差ｅ＝（θ−θ、）をα１倍しα１６＝α、（θ−θ
、）として出力する増幅器９Ｉと、加算器６１の出力端
に対し入力端が接続されており回転位置偏差ｅ＝（θ−
θ、）に対し演算子ｓ−１を演算（すなわち回転位置偏
差ｅ＝θ−０１を積分）して出力する積分器９２と。

積分器９２の出力端に対し入力端が接続されておりその
出力をα２倍して出力する増幅器９３と、偏差発生回路
観の他の出力端すなわち加算器６２の出力端に対し入力
端が接続されており回転速度偏差ｅ＝（θ−θ、）をα
３倍しαｘｅ＝α３（θ−δ、）として出力する増幅器
９４と、増幅器９１，９３．９４の出力端に対し３つの
小入力端がそれぞれ接続されておりそれらの出力を互い
に加算し作用力ｆに対する誤差補償１ｈを発生する加Ｘ
器９４とを包有している。

推定補償回路上は、誤差補償回路爬の加算器９４の出力
端と加算器７５の一入力端との間に追加挿入されており
誤差補償値？８に対し演算子（ｓ　−ｐ）−’を演算（
すなわち誤差補償値？、を積分）して加算器７５に与え
るフィルタ７１Ａを備えている。したかって加算器７５
では、第１図実施例の推定補償回路Ｕの場合に比べ、誤
差補償値りの積分値だけ修正された出力が発生されてお
り、第１図実施例の場合と同様に、その出力が作用力ｆ
とその推定補償値ｉとによって と表現される。以下、第１図実施例と同様に処理され、
推定補償回路Ｕの出力端から推定補償値ｉとして出力さ
れる。

制御電圧発生回路謳は、２つの小入力端がそれぞれ誤差
補償回路集の出力端と推定補償回路上の出力端とに接続
されかつ出力端が加算器８１の他の一入力端に接続され
ており、推定補償偵ｉに対し誤差補償値１ｅを加算して
加算器８１に与える加算器８３を追加包有している。

しかして第２図のサーボ制御装置塵ては。

モータ装ｆｆ１２０の実動作と規範動作回路赳の規範動
作との間の誤差を補償するために、偏差発生回路観の発
生した回転位置偏差ｅ＝（θ−θ、）および回転速度偏
差ｅ＝（θ−θ、）に応じ、誤差補償回路箪で作用力ｆ
に対する誤差補償値りを発生せしめて制御電圧発生回路
腸に与えている。加えて誤差補償値？８は、推定補償回
路廊にも与えられており、回転位置偏差ｅ＝（θ−θ、
）および回転速度偏差ｅ＝（θ−θヨ）に応じ発生され
ている作用力ｆに対する推定補償値？８を修正するため
にも使用されている。

これにより本発明にかかるサーボ制御装置塵では、モー
タ装置赳の実動作と規範動作回路並の規範動作との間の
誤差に応じ、推定補償回路基による推定補償に加え誤差
補償回路世による誤差補償を追加してなるので、第１図
に示したサーボ制御装置艮に比し、−層精密なサーボ制
御を達成てきる。

（３）発明の効果 上述より明らかなように本発明にかかるサーボ制御装置
は、伝達部材を介して被駆動部材に連結されたモータ装
置を前記被駆動部材が目標軌道を目標速度で追従するよ
うに制御するサーボ制御装置であって、特に （ａ）前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
加速度を設定し、前記目標位 置、目標速度および目標加速度を用いて目標値を作成す
る目標設定回路と。

（ｂ）前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
されており、前記目標値に応じて前記モータ装置の規範
位置および規範速度を決定する規範動作回路と。

（ｃ）前記モータ装置の実位置および規範位こから位と
偏差を作成し、かつ前記モータ装置の実速度および規範
速度から速度偏差を作成する偏差発生回路と。

（ｄ）前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
れており、前記位置偏差および速度偏差に応じて前記モ
ータ装置に印加される作用力に対する推定補償値を作成
する推定補償回路と。

Ｃｅ）前記モータ装置の実位置および実速度から前記規
ａｆｌ動作回路で決定された規範位置および規範速度に
対するフィードバック補償値を作成するフィードバック
補償回路と、 （ｆ）前記目標設定回路、推定補償回路およびフィード
バック補償回路の出力端に対し入力端が接続されかつ出
力端が前記モータ装置の制御入力端に接続されており、
前記目標値と推定補償値とフィードバック補償値とから
前記モータ装置に対する制御電圧を作成する制御電圧発
生回路とを備えてなるので、 （ｉ）伝達部材および被駆動部材の特 性にかかわりなく、モータ装置 の機械特性および電気特性のみ てモータ装置ひいては被駆動部 材を制御できる効果 を有し、ひいては （ｉｉ）小型化および制御動作の高速化を達成できる効
果 を有し、また （ｉｉｉ）設計を共通化ないし簡潔化でき、設計に要す
る労力の軽減な らびに時間の短縮を達成できる 効果 を有し、併せて （ｉｖ）汎用化を達成できる効果 を有する。

また本発明にかかる他のサーボ制御装置は、伝達部材を
介して被駆動部材に連結されたモータ装置を前記被部ａ
部材が目標軌道を目標速度で追従するように制御するサ
ーボ制御装置であって、特に （ａ）前記モータ装置の目標位に、目標速度および目標
加速度を設定し、前記目標位 置、目標速度および目標加速度を用いて目標値を作成す
る目標設定回路と、 （ｂ）前記目標設定回路の出力端に対して入力端か接続
されており、前記゛目標値に応じて前記モータＳ装置の
規範位置および規範速度を決定する規範動作回路と、 （ｃ）前記モータ装置の実位ｔおよび規範位置から位置
偏差を作成し、かつ前記モータ装置の実速度および規範
速度から速度偏差を作成する偏差発生回路と。

（ｄ）前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
れており、前記位置偏差および速度偏差に応じて前記モ
ータ装置に印加される作用力に対する誤差補償値を作成
する誤差補償回路と、 （ｅ）前記偏差発生回路および誤差補償回路の出力端に
対し入力端か接続されており、前記位を偏差および速度
偏差と誤差補償値とに応じて前記作用力に対する推定補
償値を作成する推定補償回路と。

（「）前記モータ装置の実位置および実速度から前記規
範動作回路で決定された規範位置および規範速度に対す
るフィードバック補償値を作成するフィードバック補償
回路と。

（ｇ）前記目標設定回路、誤差補償回路、推定補償回路
およびフィードバック補償回路の出力端に対し入力端が
接続されかつ出力端が前記モータ装置の制御入力端に接
続されており、前記目標値と誤差補償値と推定補償値と
フィードバック補償値とから前記モータ装置に対する制
御電圧を作成する制御電圧発生回路と を備えてなるのて、上記（ｉ）〜（ｉｖ）の効果を一層
改善できる効果を有しており、結果的に（ｉ′）伝達部
材および被駆動部材の特性にかかわりなく、モータ装置 の機械特性および電気特性のみ でモータ装δひいては被駆動部 材を高精度で制御できる効果 を有し、ひいては （ｉｉ’）小型化および制御動作の高速化を十分に達成
てきる効果 を有し、また （ｉｉｉ’）設計を大幅に共通化ないし簡潔化でき、設
計に要する労力の軽 減ならびに時間の短縮を十分に 達成できる効果 を有し、併せて （ｉｖ“）汎用化を十分に達成できる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかるサーボ制御装置の一実施例を示
す回路図、第２図は本発明にかかるサーボ制御ｌ装置の
他の実施例を示す回路図である。 １０、ＩＯＡ・・・・・・・・・・・・・・・・サーボ
制御装置２０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・モータ装置２０ａ・・・・・・・・・・・・・・・・
制御入力端２０ｂ、２０ｃ・・・・・・・・・・・・検
出端２１・・・・・・・・・・・・・・・・・・増幅器
２２・・・・・・・・・・・・・・・・・・加算器２３
．２４・・・・・・・・・・・・・・積分器２５・・・
・・・・・・・・・・・・・・・増幅器３０・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・目標設定回路３１・・
・・・・・・・・・・・・・・・・目標設定器３１ａ、
〜、３１Ｃ・・・・・・・・出力端３２．３３・・・・
・・・・・・・・・・増幅器３４・・・・・・・・・・
・・・・・・・・加算器４０・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・規範動作回路４１・・・・・・・・・
・・・・・・・・・加算器４２．４４・・・・・・・・
・・・・・・積分器４３．４５・・・・・・・・・・・
・・・増幅器５０・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・フィードバック補償回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）伝達部材を介して被駆動部材に連結されたモータ
   装置を前記被駆動部材が目標軌道を目標速度で追従する
   ように制御するサーボ制御装置において、 （ａ）前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
   加速度を設定し、前記目標位置、目標速度および目標加
   速度を用いて目標値を作成する目標設定回路と、 （ｂ）前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
   されており、前記目標値に応じて前記モータ装置の規範
   位置および規範速度を決定する規範動作回路と、 （ｃ）前記モータ装置の実位置および規範位置から位置
   偏差を作成し、かつ前記モータ装置の実速度および規範
   速度から速度偏差を作成する偏差発生回路と、 （ｄ）前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
   れており、前記位置偏差および速度偏差に応じて前記モ
   ータ装置に印加される作用力に対する推定補償値を作成
   する推定補償回路と、 （ｅ）前記モータ装置の実位置および実速度から前記規
   範動作回路で決定された規範位置および規範速度に対す
   るフィードバック補償値を作成するフィードバック補償
   回路と、 （ｆ）前記目標設定回路、推定補償回路およびフィード
   バック補償回路の出力端に対し入力端が接続されかつ出
   力端が前記モータ装置の制御入力端に接続されており、 前記目標値と推定補償値とフィードバック補償値とから
   前記モータ装置に対する制御電圧を作成する制御電圧発
   生回路と を備えてなることを特徴とするサーボ制御装置。
2. （２）伝達部材を介して被駆動部材に連結されたモータ
   装置を前記被駆動部材が目標軌道を目標速度で追従する
   ように制御するサーボ制御装置において、 （ａ）前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
   加速度を設定し、前記目標位置、目標速度および目標加
   速度を用いて目標値を作成する目標設定回路と、 （ｂ）前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
   されており、前記目標値に応じて前記モータ装置の規範
   位置および規範速度を決定する規範動作回路と、 （ｃ）前記モータ装置の実位置および規範位置から位置
   偏差を作成し、かつ前記モータ装置の実速度および規範
   速度から速度偏差を作成する偏差発生回路と、 （ｄ）前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
   れており、前記位置偏差および速度偏差に応じて前記モ
   ータ装置に印加される作用力に対する誤差補償値を作成
   する誤差補償回路と、 （ｅ）前記偏差発生回路および誤差補償回路の出力端に
   対し入力端が接続されており、 前記位置偏差および速度偏差と誤差補償値とに応じて前
   記作用力に対する推定補償値を作成する推定補償回路と
   、 （ｆ）前記モータ装置の実位置および実速度から前記規
   範動作回路で決定された規範位置および規範速度に対す
   るフィードバック補償値を作成するフィードバック補償
   回路と、 （ｇ）前記目標設定回路、誤差補償回路、推定補償回路
   およびフィードバック補償回路の出力端に対し入力端が
   接続されかつ出力端が前記モータ装置の制御入力端に接
   続されており、前記目標値と誤差補償値と推定補償値と
   フィードバック補償値とから前記モータ装置に対する制
   御電圧を作成する制御電圧発生回路と を備えてなることを特徴とするサーボ制御装置。