JPH04238509A - サーボ制御システム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットシステ
ムなどのサーボ制御システムに関するものであり、特に
、状態量を算出するオブザーバを用いるサーボ制御シス
テムに関する。

【０００２】

【従来の技術】サーボ制御は産業用ロボットシステム、
工作機械、プロッタ、自動組立装置など制御対象（アク
チュエータ）をサーボモータを用いて制御する種々の制
御システムに用いられている。一般に、制御系（システ
ム）においては、「可制御性」の概念と「可観測性」の
概念が導入されている。サーボ制御を行うため、全ての
状態量をフィードバックすることにより、「可制御」な
制御対象の極を任意に設定できる。一方、制御システム
によっては全ての状態量を直接検出することができない
場合があり、かかる制御システムを構築する場合、「可
観測」である場合に限り「オブザーバ」を構成できるか
ら、オブザーバによって検出できる信号から状態量を推
定し、この推定状態量をフィードバックして制御するシ
ステムを構成する。

【０００３】オブザーバを用いる従来のサーボ制御シス
テムにおいて、起動時に制御対象は所定の原点位置に復
帰していることが前提となっており、オブザーバの状態
量はその原点位置を基準として算出されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】アブソリュート形エン
コーダなどの絶対位置検出機能を有するセンサを用いた
場合、制御システムの再起動時などにおいて制御対象の
現在停止位置が検出できるので操作時間の短縮などの観
点から、制御システムの電源再投入時またはシステムの
リセット時などの起動時に、制御対象を原点位置に復帰
させることなく現在の停止位置から直接目標位置まで制
御対象を駆動させたいという要望がある。

【０００５】しかしながら上述したように、従来のオブ
ザーバは制御対象が原点に位置する場合を基準として状
態量を算出するように構成されているので、初期状態量
を全て「０」としてその後の状態量を算出している。そ
のため従来のオブザーバにおいては、現在の位置と原点
位置との差異に基づく状態量算出に大きな隔たりが生じ
、そのまま状態量を算出して制御対象を制御させた場合
、初期状態における制御システムの動特性を著しく悪化
させるという問題が発生している。具体的には、アクチ
ュエータを介して制御対象が大きく振動したり、制御対
象に過大なトルクがかかったり、場合によっては制御対
象が予期しない方向に移動して他の機構に衝突する場合
もある。

【０００６】したがって、従来のオブザーバを用いたサ
ーボ制御システムにおいては任意の停止位置からは制御
対象を安全に制御させることができないという問題に遭
遇している。したがって、本発明はかかるオブザーバを
用いたサーボ制御システムにおいて、制御対象の任意の
停止位置から目標位置に直接、安全に制御対象を制御す
ることが可能なサーボ制御システムを提供することを目
的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
、本発明においてはオブザーバを有するサーボ制御シス
テムの起動時にオブザーバの初期状態量を算出する手段
を設け、オブザーバはこの初期状態量に基づいてそれ以
降の状態量を算出するように構成する。すなわち、本発
明のサーボ制御システムは、制御対象の絶対位置を検出
する位置検出手段、制御対象を駆動する手段、位置検出
手段からの位置および駆動手段に印加される駆動指令に
基づいて状態量を算出するオブザーバ、制御目標（制御
指令）と前記絶対位置および推定状態量とに基づいて駆
動指令を算出し駆動手段を介して制御対象を制御目標に
制御するサーボ制御手段、および、起動時に制御対象の
停止位置に基づいて規定されるオブザーバの初期状態量
を算出するオブザーバ初期値算出手段からなる。

【０００８】

【作用】サーボ制御システムの起動時にオブザーバ初期
値算出手段が起動されて、現在の制御対象の停止位置（
絶対位置）からオブザーバ初期状態量を算出する。オブ
ザーバ初期状態量はオブザーバに印加される。このオブ
ザーバ初期値算出後、サーボ制御システムが実質的に起
動され、オブザーバは算出された初期状態量を用いて状
態量を算出する。サーボ制御手段はオブザーバからの状
態量および位置検出手段からの信号と制御目標とに基づ
いて制御信号を算出して駆動手段を介して制御対象を制
御する。

【０００９】このように初期状態においても制御対象の
任意の停止位置におけるオブザーバ初期状態量が算出さ
れ、そのときの制御対象の状態量が正確に算出され、そ
の状態に応じた状態量に基づいて制御対象が制御される
。その結果、制御対象が不安定動作することが防止され
る。

【００１０】

【実施例】図１に本発明のサーボ制御システムの一実施
例として産業用ロボットシステムを例示する。図１のサ
ーボ制御システムは、制御対象１、例えば、ロボットア
ーム、この制御対象１の絶対位置（角度）を検出する絶
対位置検出器２、例えば、アブソリュート形エンコーダ
、制御対象１を駆動する駆動手段３、例えば、サーボモ
ータ、この駆動手段３を駆動制御するための駆動回路４
、およびサーボ制御装置５からなる。サーボ制御装置５
は、位置制御演算部５１、信号加算部５２、外乱負荷速
度オブザーバ５３、およびオブザーバ初期状態量算出部
５４が図示の如く構成されている。

【００１１】本実施例においては、サーボ制御装置５は
マイクロコンピュータ（またはマイクロプロセッサ）で
実現されている。アブソリュート形エンコーダである絶
対位置検出器２はインクリメンタルな位置、すなわち、
位置変化のみ出力する形式ではなく、制御対象１の現在
の位置をそのまま出力する形式のものである。したがっ
て、制御対象１が任意の位置で停止してる場合、制御対
象１を原点位置に復帰させずに、その時の位置検出器２
の出力を読み取れば制御対象１の位置が判る。

【００１２】制御対象１と駆動手段３とは機械的に接続
されている。制御対象１の駆動軸には、摩擦力、弾性又
は複数の駆動軸からなる制御対象１に生ずる軸間干渉ト
ルクなどからなる外乱負荷７が印加される。外乱負荷７
は制御対象１の運動特性の劣化をもたらすので本実施例
においてはその補償を行う。ただし、この外乱負荷７は
直接検出できないので、外乱負荷速度オブザーバ５３が
位置検出器２からの絶対位置信号Ｓ２、信号加算部５２
からの駆動指令信号Ｓ５２を参照して推定外乱負荷信号
Ｓ５３ａを算出し信号加算部５２にフィードバックして
外乱負荷７の補償を行う。

【００１３】また制御対象１の位置および速度を制御す
る場合、速度フィードバックをかけることが制御特性を
向上させるのに有効であることが知られている。そのた
め図１のサーボ制御システムにおいては、外乱負荷速度
オブザーバ５３が推定速度信号Ｓ５３ｂを算出して位置
制御演算部５１にフィードバックし、駆動力信号Ｓ５１
を出力させている。

【００１４】位置制御演算部５１はこの例示においては
、通常のＰＩＤ制御演算を行うように構成されており、
位置指令（目標指令）ＲＥＦから絶対位置信号Ｓ２を減
じて速度指令を算出し、さらに推定速度信号Ｓ５３ｂを
加算して駆動力指令信号Ｓ５１を算出する。この駆動力
指令信号Ｓ５１は信号加算部５２において外乱負荷速度
オブザーバ５３からの推定外乱負荷信号Ｓ５３ａが加算
されて駆動回路４に対する駆動力信号Ｓ５２が算出され
る。駆動回路４は駆動力信号Ｓ５２に応答した駆動信号
で駆動手段３を駆動させ、最終的に制御対象１を駆動す
る。

【００１５】オブザーバ初期状態量算出部５４はサーボ
制御システムの起動時に動作して、絶対位置信号Ｓ２に
基づいて外乱負荷速度オブザーバ５３において算出され
る状態量、すなわち、推定外乱負荷信号Ｓ５３ａおよび
推定速度信号Ｓ５３ｂの初期値を算出する。したがって
、初期状態において制御対象１が任意の位置に停止して
いる場合においても、オブザーバ初期状態量算出部５４
が制御対象１の停止位置におけるオブザーバで算出する
状態量の初期値を算出して外乱負荷速度オブザーバ５３
に印加し、外乱負荷速度オブザーバ５３はその初期値を
用いてそれ以降の状態量の算出を行う。

【００１６】以下、外乱負荷速度オブザーバ５３および
オブザーバ初期値算出部５４の演算処理内容について詳
述する。ここでは、上述したように、制御対象１の入力
にあたる駆動トルクと制御対象１の出力にあたる位置信
号を外乱負荷速度オブザーバ５３の入力として、制御対
象１にかかる外乱トルクと制御対象１の運動速度を推定
する場合について述べる。

【００１７】制御対象１への駆動トルクＴｍは第１式で
表される。

【００１８】

【数１】

【００１９】ただし、Ｊは制御対象１の慣性モーメント
、

【００２０】

【外１】

【００２１】は制御対象１の回転角度位置、本実施例で
は位置信号Ｓ２の読み、ＴＬ　は制御対象１に印加され
る外乱トルク、本実施例では外乱負荷７の値を示す。こ
こで、状態ベクトルｘ＝（ｘ１，ｘ２，ｘ３　）、入力
ｕ、出力ｙを

【００２２】

【数２】

【００２３】とおくと、次の状態方程式が得られる。

【００２４】

【数３】

【００２５】ただし、Ａは係数ベクトル、Ｂは入力ベク
トル、Ｃは出力ベクトルを示す。ベクトルＡ，Ｂ，Ｃに
具体的な値を設定し、第３式および第４式の表現を変え
る次の式が得られる。

【００２６】

【数４】

【００２７】上述したようにサーボ制御装置５はマイク
ロコンピュータで実現されており、上記状態方程式をサ
ンプリング周期ごとにディジタル演算するため、サンプ
リング方式に則したディジタル演算処理のアルゴリズム
に変換する。このため、第７式〜第９式に示す差分方程
式を用いる。その結果を以下に示す。まず、サンプリン
グ方式に則した表現はｋをサンプリング番号、ｋ＝０，
１，２，・・・とした場合、状態方程式は第７式および
第８式で表される。

【００２８】

【数５】

【００２９】ただし、Ｔはサンプリング周期、ｔはサン
プリング時間 ｔ＝ｋＴ 以上から、サンプリング周期ごとに演算される状態方程
式は次の式になる。 ┌ｘ１（ｋ＋１）┐　　┌１　　Ｔ　　−Ｔ２／２Ｊ┐
┌ｘ１（ｋ）┐　　┌　Ｔ２／２Ｊ┐　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　│ｘ２（ｋ＋１）│＝│
０　　１　　−Ｔ／Ｊ　　││ｘ２（ｋ）│＋│　Ｔ／
Ｊ　　│ｕ（ｋ）　・・・（１０）└ｘ３（ｋ＋１）┘
　　└０　　０　　　１　　　　┘└ｘ３（ｋ）┘　　
└　　０　　　┘　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　ｙ（ｋ）　＝［１　　０　　０］┌ｘ１（ｋ
）┐　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　│ｘ２（ｋ）│　　・・
・　　（１１）　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　└ｘ３（ｋ）┘　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　第１０式及び第１１式に対して「ゴビナスの設計法（
たとえば、美土、他「基礎ディジタル制御」、コロナ社
、第７９頁、参照）」を適用して最小限オブザーバを作
成すると、下記第１２式〜第１５式が得られる。 ┌ｚ１（ｋ＋１）┐　　┌ａ１１ａ１２┐┌ｚ１（ｋ）
┐　　┌ｂ１１ｂ１２┐┌ｙ（ｋ）　┐│　　　　　　
　　│＝│　　　　　　　　││　　　　　　│＋│　
　　　　　　　││　　　　　　│・・（１２）└ｚ２
（ｋ＋１）┘　　└ａ２１ａ２２┘└ｚ２（ｋ）┘　　
└ｂ２１ｂ２２┘└ｕ（ｋ）　┘　　　　　　　　　　
　　ここで各係数は以下に表される。

【００３０】 　　　　　　ａ１１＝１−Ｌ１　Ｔ 　　　　　　ａ１２＝−Ｔ／Ｊ＋Ｌ１　Ｔ２　／２Ｊ　
　　　　　ａ２１＝−Ｌ２　Ｔ 　　　　　　ａ２２＝Ｌ２　Ｔ２　／２Ｊ　　　　　　
ｂ１１＝−Ｌ１２Ｔ−Ｌ２　Ｔ／Ｊ＋Ｌ１　Ｌ２　Ｔ２
　／２　　　　　　・・・　　（１３）　　　　　　ｂ
１２＝Ｔ／Ｊ−Ｌ１　Ｔ２　／２Ｊ　　　　　　ｂ２１
＝Ｌ２２Ｔ２　／２Ｊ−Ｌ１　Ｌ２　Ｔ　　　　　　ｂ
２２＝−Ｌ２　Ｔ２　／２Ｊ　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　また下記式が得られる。

【００３１】

【数６】

【００３２】 　　Ｌ１　＝（−α−β−αβ＋３）／２Ｔ　　Ｌ２　
＝（−α−β＋αβ＋１）／（−Ｔ２　／Ｊ）・・・（
１５）ただし、α，βはオブザーバの極を示す。上記式
をより簡略化する。第１２式を１サンプル前の表現にし
ても一般性を失わないから、第１２式の表現の１サンプ
ル前の下記第１６式を使用する。 ┌ｚ１（ｋ）┐　　┌ａ１１ａ１２┐┌ｚ１（ｋ−１）
┐　　┌ｂ１１ｂ１２┐┌ｙ（ｋ−１）　┐　　│　　
　　　　│＝│　　　　　　　　││　　　　　　　　
│＋│　　　　　　　　││　　　　　　　　│・（１
６）└ｚ２（ｋ）┘　　└ａ２１ａ２２┘└ｚ２（ｋ−
１）┘　　└ｂ２１ｂ２２┘└ｕ（ｋ−１）　┘　　　
　　　　　　　すなわち、外乱負荷速度オブザーバ５３
は第１６式のアルゴリズムを遂行する。

【００３３】第１６式において、ｋの初期値は１であり
、以後、サンプリング周期ごとにｋ＝２，３，・・と更
新されていく。外乱負荷速度オブザーバ５３は前回のサ
ンプリング周期（ｋ−１）のｚ１（ｋ−１）、ｚ２（ｋ
−１）、ｙ（ｋ−１）　、ｕ（ｋ−１）　に基づいて今
回のサンプリング周期（ｋ）の状態量ｚ１（ｋ）、ｚ２
（ｋ）を算出する。本実施例では、状態量ｚ１（ｋ）お
よびｚ２（ｋ）をそれぞれ推定外乱負荷信号Ｓ５３ａお
よび推定速度信号Ｓ５３ｂに対応している。

【００３４】もし、制御対象１が原点に位置している場
合、初期値はｋ＝１である起動時には、ｙ（ｋ−１）＝
ｙ（０）＝θ（０） となる。通常、初期状態においては制御対象１は無励磁
状態なので、 ｕ（ｋ−１）＝ｕ（０）＝０ とおける。同様に、 ｚ１　（ｋ−１）＝ｚ１　（０）＝０ ｚ２　（ｋ−１）＝ｚ２　（０）＝０ とおける。

【００３５】一方、制御対象１が原点から離れた位置に
ある時、第１６式から状態量は下記の値になる。 ｚ１　（ｋ）＝ｚ１　（１） ｚ２　（ｋ）＝ｚ２　（１） ここで、起動時の状態量ｚ１　（０）＝０、ｚ２　（０
）＝０と１サンプリング周期後の状態量ｚ１　（１）、
ｚ２　（１）がそれぞれ大きく離れている場合、外乱負
荷速度オブザーバ５３は初期状態の状態量との差を０に
戻す収束特性を固有の特性として持っているから、サン
プリング周期ごとに推定を繰り返して外乱負荷速度オブ
ザーバ５３の極の大きさに則した時間（速度）で収束す
るが、サンプリング周期間に大きな状態量に誤差を有し
たまま制御対象１が駆動されると、過大な入力が制御対
象１に印加されて制御対象１の暴走、振動などの原因と
なる。

【００３６】オブザーバ初期値算出部５４は起動時にお
ける制御対象１の現在停止位置（原点も含む）に応じた
第１４式の推定値

【００３７】

【数７】

【００３８】を算出して、制御対象１がいかなる位置に
停止している場合であっても上記誤差をなくすようにす
る。以下、オブザーバ初期値算出部５４の処理内容につ
いて述べる。位置検出器２で検出した初期状態における
絶対位置（絶対位置信号Ｓ２）をθ（０）＝０とすると
、 ｙ（ｋ−１）＝ｙ（０）＝θ（０） である。サーボ制御装置５は初期起動段階においては制
御対象１を励磁していないから、１サンプリング周期後
の出力は、 ｙ（ｋ）＝ｙ（１）＝θ（０） で近似できる。第１４式から第１の推定値

【００３９】

【数８】

【００４０】（本実施例では、位置の推定値）ｘ１　（
１）＝ｙ（１）＝θ（０） が得られる。この時の第２の推定値

【００４１】

【数９】

【００４２】本実施例では推定速度、および第３の推定
値

【００４３】

【数１０】

【００４４】本実施例では推定外乱トルクを第１７式に
示すように設定して第１４式に導入する。

【００４５】

【数１１】

【００４６】その結果、第１８式が得られる。 ｚ１　（ｋ）＝−Ｌ１　ｙ（０） ｚ２　（ｋ）＝−Ｌ２　ｙ（０）　　・・・（１８）こ
の第１８式から外乱負荷速度オブザーバ５３の状態量ｚ
１　（ｋ）＝ｚ１　（１） ｚ２　（ｋ）＝ｚ２　（１） を求めることができる。第１６式に初期サンプリング周
期の時のｋ＝１を代入すると、第１９式が得られる。 ┌ｚ１（１）┐　　┌ａ１１ａ１２┐┌ｚ１（０）┐　
　┌ｂ１１ｂ１２┐┌ｙ（０）　┐│　　　　　　│＝
│　　　　　　　　││　　　　　　│＋│　　　　　
　　　││　　　　　　│・・・（１９）└ｚ２（１）
┘　　└ａ２１ａ２２┘└ｚ２（０）┘　　└ｂ２１ｂ
２２┘└ｕ（０）　┘　　　　　　　　　　　　　　つ
いで、入力の初期値を 　　ｕ（０）＝０　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　・・・（２０）　　と定義して、第１３式から ┌ａ１１　　ａ１２┐　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　│　　　　　　
　　　　│≠０　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
（２１）└ａ２１　　ａ２２┘　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　が得ら
れ、これらから外乱負荷速度オブザーバ５３の初期状態
量を表す第２２式が得られる。 ┌ｚ１（０）┐　　┌ａ１１ａ１２┐−１┌−Ｌ１　−
ｂ１１┐│　　　　　　│＝│　　　　　　　　│　　
│　　　　　　　　　　　　│　　　　　　　　　　　
　　　　　・・・（２２）└ｚ２（０）┘　　└ａ２１
ａ２２┘　　└−Ｌ２　−ｂ２１┘　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　オブザー
バ初期状態量算出部５４は起動時に上記初期値を算出し
て外乱負荷速度オブザーバ５３に与える。外乱負荷速度
オブザーバ５３は上記初期値を用いて状態量を算出する
。

【００４７】図２に上記制御アルゴリズムを遂行する図
１のサーボ制御装置５の処理フローチャートを示す。 ステップ０１ サーボ制御装置５を構成するマイクロコンピュータが起
動されたとき、または、サーボ制御システムが起動され
たとき、まずオブザーバ初期状態量算出部５４が起動さ
れ、上述したアルゴリズムにしたがって制御対象１の現
在の停止位置における外乱負荷速度オブザーバ５３の初
期状態量を算出する。この初期状態量はサーボ制御装置
５内のメモリ（図示せず）に記憶される。

【００４８】以下、サンプリング周期ごと下記ステップ
０２〜０８の処理動作が繰り返される。 ステップ０２ サーボ制御装置５は位置指令（制御目標）ＲＥＦを入力
する。この位置指令ＲＥＦはサーボ制御装置５を構成す
るマイクロコンピュータに記憶された位置指令発生プロ
グラムによって制御対象１の制御内容に応じて所定のア
ルゴリズムにしたがって発生される。

【００４９】ステップ０３ サンプリング時間に到達したか否かを判別し、所定のサ
ンプリング時間に到達していない場合は待機する。所定
のサンプリング時間に到達した場合、以下の制御処理を
行う。このサンプリング周期管理によりサーボ制御装置
５は予め定められた一定のサンプリング周期に基づいて
、以下に述べるサンプリング方式のフィードバック制御
を行う。

【００５０】ステップ０４ サーボ制御装置５内のディジタル入力装置（図示せず）
は絶対位置信号Ｓ２としてアブソリュート形エンコーダ
である位置検出器２から制御対象１の絶対位置、この例
示においては制御対象１の回転角度を入力してメモリに
記憶する。メモリに記憶された絶対位置信号Ｓ２は外乱
負荷速度オブザーバ５３および位置制御演算部５１で使
用する。

【００５１】ステップ０５ 外乱負荷速度オブザーバ５３が絶対位置信号Ｓ２および
駆動力信号Ｓ５２に基づいて推定外乱負荷信号Ｓ５３ａ
および推定速度信号Ｓ５３１ｂを算出する。サーボ制御
システムの起動直後の第１回目のサンプリング周期にお
いては、外乱負荷速度オブザーバ５３はオブザーバ初期
状態量算出部５４で算出した初期値を用いて推定外乱負
荷信号Ｓ５３ａおよび推定速度信号Ｓ５３１ｂを算出す
る。

【００５２】２回目以降のサンプリング周期においては
、外乱負荷速度オブザーバ５３は、第１４式と第１６式
を順次適用して推定外乱負荷信号Ｓ５３ａおよび推定速
度信号Ｓ５３１ｂを算出する。 ステップ０６，０７ 位置制御演算部５１は絶対位置信号Ｓ２、外乱負荷速度
オブザーバ５３からの推定速度信号Ｓ５３１ｂに基づい
て駆動力指令信号Ｓ５１を算出する。信号加算回路５２
はこの駆動力指令信号Ｓ５１と外乱負荷速度オブザーバ
５３からの推定外乱負荷信号Ｓ５３ａを加算して駆動力
信号Ｓ５２を算出する。

【００５３】これによりサーボモータ駆動回路４に駆動
力信号Ｓ５２が印加されサーボモータである駆動手段３
が駆動、すなわち、回転させられ、制御対象１である産
業用ロボットシステムのロボットアームなどを駆動させ
る。 ステップ０８ 外乱負荷速度オブザーバ５３において、次のサンプリン
グ周期における第１４式および第１６式を演算するため
サンプリング周期番号ｋが更新される。

【００５４】以上述べたように、オブザーバ初期値算出
部５４が任意の位置に停止している制御対象１の停止位
置で規定されるオブザーバ状態量算出のための初期値を
算出するので、外乱負荷速度オブザーバ５３は制御対象
１が任意の位置に停止している場合であっても、常に制
御対象１の円滑かつ効率的な制御を遂行させる初期状態
量の算出可能となる。その結果として、制御対象１は任
意の停止位置から円滑に制御され、振動、衝撃などが発
生しない。

【００５５】オブザーバ初期状態量算出部５４は起動直
後に上述した処理を行うだけであるから、周期的な制御
動作処理（ステップ０２〜０８）の時間的負担を増大さ
せない。図１に示したサーボ制御システムは、オブザー
バとしての外乱負荷速度オブザーバ５３を組み込み推定
外乱負荷信号Ｓ５３ａを算出して外乱負荷７に対する制
御性を向上させている。また、図１のサーボ制御システ
ムは速度制御ループを組み込んで制御特性を向上させる
構成になっている。

【００５６】上述した実施例は産業用ロボットシステム
のロボットアーム駆動に関連づけた角度制御について例
示したが、本発明の実施に際しては上述したものの他、
種々の変形形態をとることができる。たとえば、制御対
象１は角度制御に限定されず、リニアな位置制御につい
ても適用できる。

【００５７】また、絶対位置検出器２としてアブソリュ
ート形エンコーダを用いた例を示したが、インクリメン
ト形エンコーダとこのエンコーダのインクリメント出力
を計数し保持するカウンタを組み合わせて絶対位置を検
出するように構成することもできる。さらに、上記実施
例においては位置制御演算部５１はＰＩＤ制御演算を行
う場合について例示したが、ＰＩＤ制御演算に限らず、
ＩＰＤ制御演算など他の制御演算を行う場合でもよく、
位置制御演算部５１からは速度指令に限らずその制御ア
ルゴリズムに応じた指令が出力される。

【００５８】本発明の実施に際しては、サーボ制御装置
５を上述したように全てマイクロコンピュータまたはマ
イクロプロセッサで実現するばかりでなく、ハードウエ
ア回路とマイクロコンピュータとハイブリッドシステム
構成などにすることができる。さらに本発明は上述した
産業用ロボットシステムばかりでなく他の種々のサーボ
制御システム、例えば、工作機械などに適用できること
はいうまでもない。

【００５９】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、制御
対象が任意の位置（角度を含む）に停止している状態に
おけるオブザーバ状態量算出のための初期値を提供する
オブザーバ初期状態量算出手段を設けることにより、制
御対象が任意の位置にあっても円滑かつ安全にその停止
位置から目標制御位置に制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のサーボ制御システムのブロ
ック図である。

【図２】図１のサーボ制御装置の処理フローチャートで
ある。

【符号の説明】

１　　・・・　　制御対象 ２　　・・・　　絶対位置検出器 ３　　・・・　　駆動手段 ４　　・・・　　駆動回路 ５　　・・・　　サーボ制御装置 ７　　・・・　　外乱負荷 ５１　　・・・　　位置制御演算部 ５２　　・・・　　信号加算部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　制御対象の絶対位置を検出する位置検
   出手段、前記制御対象を駆動する手段、前記位置検出手
   段からの位置および前記駆動手段に印加される駆動指令
   に基づいて状態量を算出するオブザーバ、制御目標と前
   記絶対位置および推定状態量とに基づいて駆動指令を算
   出し前記駆動手段を介して前記制御対象を前記制御目標
   に制御するサーボ制御手段、および起動時に前記制御対
   象の初期状態に基づいて前記オブザーバの初期値を算出
   するオブザーバ初期値算出手段を備えたサーボ制御シス
   テム。