JPH10124106A - 自動ゲインコントローラ - Google Patents
自動ゲインコントローラInfo
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- JPH10124106A JPH10124106A JP28073396A JP28073396A JPH10124106A JP H10124106 A JPH10124106 A JP H10124106A JP 28073396 A JP28073396 A JP 28073396A JP 28073396 A JP28073396 A JP 28073396A JP H10124106 A JPH10124106 A JP H10124106A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 出力指令値振幅の急激な増大を推定し、振幅
制限遅れやクリップの少ない滑らかな最終指令値を得
る。ショックレスのモーションコントロールを実現す
る。 【解決手段】 コントローラ出力指令値の包絡線推定値
を得る包絡線推定部と、包絡線推定値に応じた補正ゲイ
ンを出力する補正ゲイン演算部と、補正ゲインに応じて
コントローラ出力指令値の振幅を調整し、最終指令値と
して出力させる可変ゲイン増幅部からなるＡＧＣに関す
る。包絡線推定部１０Ｂを、コントローラ出力指令値の
元信号及び移相信号の絶対値の最大値を選択して出力す
るフィルタ部１３と、このフィルタ部１３の出力信号を
平滑して包絡線推定値とする平滑部１２とから構成す
る。
制限遅れやクリップの少ない滑らかな最終指令値を得
る。ショックレスのモーションコントロールを実現す
る。 【解決手段】 コントローラ出力指令値の包絡線推定値
を得る包絡線推定部と、包絡線推定値に応じた補正ゲイ
ンを出力する補正ゲイン演算部と、補正ゲインに応じて
コントローラ出力指令値の振幅を調整し、最終指令値と
して出力させる可変ゲイン増幅部からなるＡＧＣに関す
る。包絡線推定部１０Ｂを、コントローラ出力指令値の
元信号及び移相信号の絶対値の最大値を選択して出力す
るフィルタ部１３と、このフィルタ部１３の出力信号を
平滑して包絡線推定値とする平滑部１２とから構成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御対象のモーシ
ョンコントロールをショックレスで行うための自動ゲイ
ンコントローラ（以下、ＡＧＣと略称する）に関する。
ョンコントロールをショックレスで行うための自動ゲイ
ンコントローラ（以下、ＡＧＣと略称する）に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１３は、従来のＡＧＣを示すブロック
図であり、このＡＧＣはコントローラの出力指令値が入
力される包絡線推定部１と、その後段の補正ゲイン演算
部４と、この演算部４から出力された補正ゲインに応じ
てコントローラ出力指令値を増幅し最終指令値を得る可
変ゲイン増幅部５とから構成されている。
図であり、このＡＧＣはコントローラの出力指令値が入
力される包絡線推定部１と、その後段の補正ゲイン演算
部４と、この演算部４から出力された補正ゲインに応じ
てコントローラ出力指令値を増幅し最終指令値を得る可
変ゲイン増幅部５とから構成されている。
【０００３】上記包絡線推定部１では、コントローラ出
力指令値を整流した後、ピークホールド回路や低域通過
フィルタ等を介して平滑することにより出力指令値の包
絡線を推定し、補正ゲイン演算部４は、入力された包絡
線推定値から、例えば図１４に示すような補正ゲインを
演算する。ここで、補正ゲインは、包絡線推定値のある
範囲についてはゲインを１としてコントローラ出力指令
値の振幅を制限せず、その範囲以後はゲインを次第に１
より小さくしてコントローラ出力指令値の振幅を制限す
るようにしたものである。
力指令値を整流した後、ピークホールド回路や低域通過
フィルタ等を介して平滑することにより出力指令値の包
絡線を推定し、補正ゲイン演算部４は、入力された包絡
線推定値から、例えば図１４に示すような補正ゲインを
演算する。ここで、補正ゲインは、包絡線推定値のある
範囲についてはゲインを１としてコントローラ出力指令
値の振幅を制限せず、その範囲以後はゲインを次第に１
より小さくしてコントローラ出力指令値の振幅を制限す
るようにしたものである。
【０００４】この補正ゲインは可変ゲイン増幅部５に入
力され、もとのコントローラ出力指令値の振幅が調整さ
れて最終指令値が求められる。このような操作を施すこ
とで、大振幅の信号を絞ったり、出力が一定になるよう
に自動的にゲインを調整することができる。
力され、もとのコントローラ出力指令値の振幅が調整さ
れて最終指令値が求められる。このような操作を施すこ
とで、大振幅の信号を絞ったり、出力が一定になるよう
に自動的にゲインを調整することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般にモーションコン
トロールでは、可動範囲、速度制限等の制御対象の物理
的な制約から、制御量がとり得る値には制限がある。と
ころが、種々の理由によってこの制限を超える大振幅の
指令値が発生することもあり、過大な指令値をそのまま
サーボ系に入力するとアクチュエータを破損したり、制
御対象が可動範囲を逸脱して端部に衝突する等の事態を
生じる。
トロールでは、可動範囲、速度制限等の制御対象の物理
的な制約から、制御量がとり得る値には制限がある。と
ころが、種々の理由によってこの制限を超える大振幅の
指令値が発生することもあり、過大な指令値をそのまま
サーボ系に入力するとアクチュエータを破損したり、制
御対象が可動範囲を逸脱して端部に衝突する等の事態を
生じる。
【０００６】これらの不都合を防止するために指令値に
リミッタを施す方法があるが、リミッタを用いるだけで
は最終指令値がクリップされてしまい、駆動される制御
対象はクリップ点で大きなショックを発生する。そこ
で、指令値に自動ゲインコントロールを施してからサー
ボ系に入力することで、ショックレスのモーションコン
トロールを行う方法が既に提案されている。この種のモ
ーションコントロール用ＡＧＣでは、指令値の振幅制限
オーバーを防止することが主目的であるので、指令値の
振幅の急激な増大に対しては、ＡＧＣの出力である最終
指令値がクリップされないように速やかにゲインを下げ
ておくのが望ましい。
リミッタを施す方法があるが、リミッタを用いるだけで
は最終指令値がクリップされてしまい、駆動される制御
対象はクリップ点で大きなショックを発生する。そこ
で、指令値に自動ゲインコントロールを施してからサー
ボ系に入力することで、ショックレスのモーションコン
トロールを行う方法が既に提案されている。この種のモ
ーションコントロール用ＡＧＣでは、指令値の振幅制限
オーバーを防止することが主目的であるので、指令値の
振幅の急激な増大に対しては、ＡＧＣの出力である最終
指令値がクリップされないように速やかにゲインを下げ
ておくのが望ましい。
【０００７】図１３に示したような従来のＡＧＣでは、
コントローラ出力指令値そのものの整流値に基づいて包
絡線推定を行っているため、入力の絶対値が小さくなる
部分（谷の部分）の振幅情報が欠落している。従って、
包絡線推定値が粗くなり、細かい変化を推定するのは難
しい。
コントローラ出力指令値そのものの整流値に基づいて包
絡線推定を行っているため、入力の絶対値が小さくなる
部分（谷の部分）の振幅情報が欠落している。従って、
包絡線推定値が粗くなり、細かい変化を推定するのは難
しい。
【０００８】また、振幅の急激な変化を推定しようとす
ると、包絡線推定部１内の低域通過フィルタの遮断周波
数を高くする必要があり、包絡線推定値が歪んだ波形と
なる。そのため、包絡線推定値から演算される補正ゲイ
ンも歪んでしまい、結果として最終指令値も歪んでしま
う。
ると、包絡線推定部１内の低域通過フィルタの遮断周波
数を高くする必要があり、包絡線推定値が歪んだ波形と
なる。そのため、包絡線推定値から演算される補正ゲイ
ンも歪んでしまい、結果として最終指令値も歪んでしま
う。
【０００９】逆に、低域通過フィルタの遮断周波数を低
めに設定すると包絡線推定値や補正ゲインは滑らかにな
るが、補正ゲインの応答が悪くなり、振幅制限に遅れを
生じるという問題がある。
めに設定すると包絡線推定値や補正ゲインは滑らかにな
るが、補正ゲインの応答が悪くなり、振幅制限に遅れを
生じるという問題がある。
【００１０】そこで本発明は、指令値振幅の急激な変化
を推定可能とし、しかもクリップや振幅制限の遅れも少
ないと共に滑らかな波形の最終指令値が得られるように
したＡＧＣを提供しようとするものである。
を推定可能とし、しかもクリップや振幅制限の遅れも少
ないと共に滑らかな波形の最終指令値が得られるように
したＡＧＣを提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】まず、制御周波数帯域で
信号の位相を変える作用（移相作用）を果たすフィルタ
を、以下では移相器と呼ぶこととする。本発明におい
て、位相の異なる信号はこの移相器を通して得る。
信号の位相を変える作用（移相作用）を果たすフィルタ
を、以下では移相器と呼ぶこととする。本発明におい
て、位相の異なる信号はこの移相器を通して得る。
【００１２】例えば、正の移相すなわち進相のために
は、基本的には微分操作をすれば良い。しかし、理想的
な微分に近い微分を用いると高域のゲインが高くなり過
ぎて指令値の高域成分や雑音信号を過度に増幅してしま
う。そこで、高域のゲインが適度に小さく、必要となる
制御周波数帯域においてゲイン＝１をなるべく保持しな
がら移相させるフィルタを用いる。ゲインを一定に保ち
ながら移相することはBodeの定理から不可能であるの
で、この特性を近似的に満足するフィルタを用いる。
は、基本的には微分操作をすれば良い。しかし、理想的
な微分に近い微分を用いると高域のゲインが高くなり過
ぎて指令値の高域成分や雑音信号を過度に増幅してしま
う。そこで、高域のゲインが適度に小さく、必要となる
制御周波数帯域においてゲイン＝１をなるべく保持しな
がら移相させるフィルタを用いる。ゲインを一定に保ち
ながら移相することはBodeの定理から不可能であるの
で、この特性を近似的に満足するフィルタを用いる。
【００１３】第１の例として、指令値の低周波成分が小
さいときは、次の数式１で示される近似微分フィルタＦ
1(ｓ）を用いる。
さいときは、次の数式１で示される近似微分フィルタＦ
1(ｓ）を用いる。
【００１４】
【数１】
【００１５】ω＝ω0のときのゲイン｜Ｆ1(ｊω0)｜及
び移相角∠Ｆ1(ｊω0)は、数式２で表される。許される
範囲で時定数Ｔを小さくとれば理想的な微分特性に近付
き、移相角は大きくなってπ／２（ｒａｄ）に近くな
る。
び移相角∠Ｆ1(ｊω0)は、数式２で表される。許される
範囲で時定数Ｔを小さくとれば理想的な微分特性に近付
き、移相角は大きくなってπ／２（ｒａｄ）に近くな
る。
【００１６】
【数２】
【００１７】第２の例として、制御周波数帯域をω0の
近傍とする場合、数式３で示される進み遅れフィルタＦ
2(ｓ）を用いる。
近傍とする場合、数式３で示される進み遅れフィルタＦ
2(ｓ）を用いる。
【００１８】
【数３】
【００１９】同様にω＝ω0のときのゲイン｜Ｆ2(ｊ
ω0)｜及び移相角∠Ｆ2(ｊω0)は、数式４で表される。
ω＝ω0のとき、移相角は最大値をとる。また、数式４
におけるｋを大きくするほど移相角の最大値も大きくな
ってπ／２（ｒａｄ）に近付く。なお、上記の他に帯域
通過フィルタ等を用いることもできる。
ω0)｜及び移相角∠Ｆ2(ｊω0)は、数式４で表される。
ω＝ω0のとき、移相角は最大値をとる。また、数式４
におけるｋを大きくするほど移相角の最大値も大きくな
ってπ／２（ｒａｄ）に近付く。なお、上記の他に帯域
通過フィルタ等を用いることもできる。
【００２０】
【数４】
【００２１】すなわち、請求項１記載の発明では、コン
トローラ出力指令値に対して移相角を持つ移相信号を上
記指令値から求め、この移相信号に対して包絡線推定を
行い、位相の進んだ包絡線推定値を得る。包絡線推定値
より補正ゲインを計算し、可変ゲイン増幅部で補正ゲイ
ンに応じてもとのコントローラ出力指令値の振幅を調整
し、最終指令値を得る。
トローラ出力指令値に対して移相角を持つ移相信号を上
記指令値から求め、この移相信号に対して包絡線推定を
行い、位相の進んだ包絡線推定値を得る。包絡線推定値
より補正ゲインを計算し、可変ゲイン増幅部で補正ゲイ
ンに応じてもとのコントローラ出力指令値の振幅を調整
し、最終指令値を得る。
【００２２】請求項２記載の発明は、コントローラ出力
指令値ｒ（ｔ）に対して異なる位相角を持つ複数の移相
信号ｒ1(ｔ），ｒ2(ｔ），……，ｒn(ｔ）を指令値から
生成し、もとの信号ｒ（ｔ）も含めて絶対値の最大値ｍ
ａｘ（｜ｒ1(ｔ）｜，｜ｒ（ｔ）｜，｜ｒ2(ｔ）｜，…
…，｜ｒn(ｔ）｜）をとると、より滑らかな包絡線推定
値を得ることができる。この包絡線推定値から補正ゲイ
ンを演算し、可変ゲイン増幅部で補正ゲインに応じて振
幅を調整し、最終指令値を得るものである。
指令値ｒ（ｔ）に対して異なる位相角を持つ複数の移相
信号ｒ1(ｔ），ｒ2(ｔ），……，ｒn(ｔ）を指令値から
生成し、もとの信号ｒ（ｔ）も含めて絶対値の最大値ｍ
ａｘ（｜ｒ1(ｔ）｜，｜ｒ（ｔ）｜，｜ｒ2(ｔ）｜，…
…，｜ｒn(ｔ）｜）をとると、より滑らかな包絡線推定
値を得ることができる。この包絡線推定値から補正ゲイ
ンを演算し、可変ゲイン増幅部で補正ゲインに応じて振
幅を調整し、最終指令値を得るものである。
【００２３】滑らかな包絡線推定値から計算される補正
ゲインも滑らかになり、本発明のＡＧＣによる出力波形
の歪みは従来技術に比べて小さくなる。また、正の移相
角を持つ移相器を用いると、包絡線推定値に位相遅れが
ないため、振幅制限の遅れも小さくなる。
ゲインも滑らかになり、本発明のＡＧＣによる出力波形
の歪みは従来技術に比べて小さくなる。また、正の移相
角を持つ移相器を用いると、包絡線推定値に位相遅れが
ないため、振幅制限の遅れも小さくなる。
【００２４】また、請求項３、請求項４記載の発明は、
請求項１、請求項２の発明をそれぞれフィードバック構
成に置き換えたものであり、これらにおいても同様の作
用効果を得ることができる。
請求項１、請求項２の発明をそれぞれフィードバック構
成に置き換えたものであり、これらにおいても同様の作
用効果を得ることができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。図１は、請求項１に記載した発明の実施
形態を示すブロック図であり、図１３と同一の構成要素
には同一符号を付してある。図１において、このＡＧＣ
は、移相器１１と、平滑部１２と、補正ゲイン演算部４
と、可変ゲイン増幅部５とから構成されており、移相器
１１及び平滑部１２によって包絡線推定部１０Ａが構成
されている。
態を説明する。図１は、請求項１に記載した発明の実施
形態を示すブロック図であり、図１３と同一の構成要素
には同一符号を付してある。図１において、このＡＧＣ
は、移相器１１と、平滑部１２と、補正ゲイン演算部４
と、可変ゲイン増幅部５とから構成されており、移相器
１１及び平滑部１２によって包絡線推定部１０Ａが構成
されている。
【００２６】その動作としては、コントローラ出力指令
値を移相器１１により移相した後、平滑部１２により包
絡線推定値を求め、この推定値を用いて補正ゲイン演算
部４により補正ゲインを演算する。この補正ゲインに応
じて可変ゲイン増幅部５によりもとのコントローラ出力
指令値の振幅を調整し、最終指令値を得る。
値を移相器１１により移相した後、平滑部１２により包
絡線推定値を求め、この推定値を用いて補正ゲイン演算
部４により補正ゲインを演算する。この補正ゲインに応
じて可変ゲイン増幅部５によりもとのコントローラ出力
指令値の振幅を調整し、最終指令値を得る。
【００２７】一方、図１１は図１をフィードバック構成
に置き換えたものであり、請求項３に記載した発明の実
施形態に相当する。すなわち、最終指令値を移相器１１
及び平滑部１２からなる包絡線推定部１０Ａに入力し、
平滑部１２から出力される包絡線推定値を用いて補正ゲ
イン演算部４により補正ゲインを演算する。この補正ゲ
インに応じて可変ゲイン増幅部５によりもとのコントロ
ーラ出力指令値の振幅を調整し、最終指令値を得てい
る。
に置き換えたものであり、請求項３に記載した発明の実
施形態に相当する。すなわち、最終指令値を移相器１１
及び平滑部１２からなる包絡線推定部１０Ａに入力し、
平滑部１２から出力される包絡線推定値を用いて補正ゲ
イン演算部４により補正ゲインを演算する。この補正ゲ
インに応じて可変ゲイン増幅部５によりもとのコントロ
ーラ出力指令値の振幅を調整し、最終指令値を得てい
る。
【００２８】次に、図２は請求項２に記載した発明の実
施形態を示している。このＡＧＣは、フィルタ部１３と
平滑部１２と補正ゲイン演算部４と可変ゲイン増幅部５
とから構成され、フィルタ部１３及び平滑部１２によっ
て包絡線推定部１０Ｂが構成されている。上記フィルタ
部１３は、入力される出力指令値に対してそれぞれ異な
った位相角を持つ複数の信号を生成し、それら複数の信
号の整流値のうち最大の整流値を出力するように構成さ
れている。
施形態を示している。このＡＧＣは、フィルタ部１３と
平滑部１２と補正ゲイン演算部４と可変ゲイン増幅部５
とから構成され、フィルタ部１３及び平滑部１２によっ
て包絡線推定部１０Ｂが構成されている。上記フィルタ
部１３は、入力される出力指令値に対してそれぞれ異な
った位相角を持つ複数の信号を生成し、それら複数の信
号の整流値のうち最大の整流値を出力するように構成さ
れている。
【００２９】図３は、フィルタ部１３の構成の一例を示
している。１３０１〜１３０９は並列に接続される複数
の移相器であり、それぞれコントローラ出力指令値ａが
入力される。また、１３２０〜１３２９は、移相器１３
０１〜１３０９の数よりも一つ多い整流部であり、各々
にコントローラ出力指令値ａまたは移相器１３０１〜１
３０９の出力信号が入力されている。１３４０は最大値
選択演算部であり、整流部１３２０によるコントローラ
出力指令値ａの整流値、及び、整流部１３２１〜１３２
９による移相器１３０１〜１３０９の出力信号の整流値
のうち、最大の整流値を選択したうえ信号ｂとして出力
する。
している。１３０１〜１３０９は並列に接続される複数
の移相器であり、それぞれコントローラ出力指令値ａが
入力される。また、１３２０〜１３２９は、移相器１３
０１〜１３０９の数よりも一つ多い整流部であり、各々
にコントローラ出力指令値ａまたは移相器１３０１〜１
３０９の出力信号が入力されている。１３４０は最大値
選択演算部であり、整流部１３２０によるコントローラ
出力指令値ａの整流値、及び、整流部１３２１〜１３２
９による移相器１３０１〜１３０９の出力信号の整流値
のうち、最大の整流値を選択したうえ信号ｂとして出力
する。
【００３０】図４はフィルタ部１３の他の構成例を示す
もので、直列に接続された移相器１３０１〜１３０９
と、移相器１３０１〜１３０９の数よりも一つ多い整流
部１３２０〜１３２９と、最大値選択演算部１３４０と
から構成されている。この例でも、整流部１３２０によ
るコントローラ出力指令値ａの整流値、及び、整流部１
３２１〜１３２９による移相器１３０１〜１３０９の出
力信号の整流値のうち、最大の整流値を選択したうえ信
号ｂとして出力する。
もので、直列に接続された移相器１３０１〜１３０９
と、移相器１３０１〜１３０９の数よりも一つ多い整流
部１３２０〜１３２９と、最大値選択演算部１３４０と
から構成されている。この例でも、整流部１３２０によ
るコントローラ出力指令値ａの整流値、及び、整流部１
３２１〜１３２９による移相器１３０１〜１３０９の出
力信号の整流値のうち、最大の整流値を選択したうえ信
号ｂとして出力する。
【００３１】図２の平滑部１２では、フィルタ部１３の
出力信号ｂに基づいて包絡線推定値を求め、この推定値
を用いて補正ゲイン演算部４で補正ゲインを演算する。
可変ゲイン演算部５は、この補正ゲインに応じてコント
ローラ出力指令値ａの振幅を調整し、最終指令値を得
る。
出力信号ｂに基づいて包絡線推定値を求め、この推定値
を用いて補正ゲイン演算部４で補正ゲインを演算する。
可変ゲイン演算部５は、この補正ゲインに応じてコント
ローラ出力指令値ａの振幅を調整し、最終指令値を得
る。
【００３２】図５は、図４のフィルタ部の具体例であ
り、図５の例では１段の移相器１３０１と整流部１３２
０，１３２１及び最大値選択演算部１３４０とから構成
されている。図７は、図５における信号ｓ１，ｓ２，ｓ
３を示しており、ｓ１はコントローラ出力指令値ａの整
流値、ｓ２はｓ１をほぼπ／２（ｒａｄ）移相した信
号、ｓ３はｓ１，ｓ２のうちの最大値であっていずれも
実線で示してある。なお、破線はコントローラ出力指令
値ａである。この図７から、ｓ１，ｓ２と比較してｓ３
では一層滑らかな包絡線が得られることがわかる。
り、図５の例では１段の移相器１３０１と整流部１３２
０，１３２１及び最大値選択演算部１３４０とから構成
されている。図７は、図５における信号ｓ１，ｓ２，ｓ
３を示しており、ｓ１はコントローラ出力指令値ａの整
流値、ｓ２はｓ１をほぼπ／２（ｒａｄ）移相した信
号、ｓ３はｓ１，ｓ２のうちの最大値であっていずれも
実線で示してある。なお、破線はコントローラ出力指令
値ａである。この図７から、ｓ１，ｓ２と比較してｓ３
では一層滑らかな包絡線が得られることがわかる。
【００３３】前後するが、図６は、図４のフィルタ部の
他の具体例であり、この例は３段の移相器１３０１〜１
３０３とそれより１つ多い整流部１３２０〜１３２３及
び３段の最大値選択演算部１３４０〜１３４２とから構
成されている。図８は、図６における信号ｓ４，ｓ５，
ｓ６，ｓ７を示しており、ｓ４はコントローラ出力指令
値ａの整流値、ｓ５は最大値選択演算部１３４０の出力
信号、ｓ６は最大値選択演算部１３４１の出力信号、ｓ
７は最大値選択演算部１３４２の出力信号である。
他の具体例であり、この例は３段の移相器１３０１〜１
３０３とそれより１つ多い整流部１３２０〜１３２３及
び３段の最大値選択演算部１３４０〜１３４２とから構
成されている。図８は、図６における信号ｓ４，ｓ５，
ｓ６，ｓ７を示しており、ｓ４はコントローラ出力指令
値ａの整流値、ｓ５は最大値選択演算部１３４０の出力
信号、ｓ６は最大値選択演算部１３４１の出力信号、ｓ
７は最大値選択演算部１３４２の出力信号である。
【００３４】図８を見ると、最大値選択演算部１３４０
〜１３４２によって信号ｓ４，ｓ５，ｓ６と整流部１３
２１，１３２２，１３２３の出力信号との最大値演算を
行うたびに、得られる信号は包絡線に近付いている。こ
こで、移相器１３０１〜１３０３は、何れも入力信号を
ほぼπ／４（ｒａｄ）ずつ進相させるように選んであ
る。図６の構成の場合、移相器１３０１〜１３０３をす
べて同じ特性とし、段数をｎとした場合、移相器１段当
たりの移相角±φLを数式５のように選ぶと滑らかな包
絡線推定値を得ることができる。
〜１３４２によって信号ｓ４，ｓ５，ｓ６と整流部１３
２１，１３２２，１３２３の出力信号との最大値演算を
行うたびに、得られる信号は包絡線に近付いている。こ
こで、移相器１３０１〜１３０３は、何れも入力信号を
ほぼπ／４（ｒａｄ）ずつ進相させるように選んであ
る。図６の構成の場合、移相器１３０１〜１３０３をす
べて同じ特性とし、段数をｎとした場合、移相器１段当
たりの移相角±φLを数式５のように選ぶと滑らかな包
絡線推定値を得ることができる。
【００３５】
【数５】φL＝π／（ｎ＋１）
【００３６】このように構成した１段、２段、３段の移
相器を持つフィルタの出力信号を図９に示す。段数を増
すごとに滑らかな包絡線推定値が得られている。
相器を持つフィルタの出力信号を図９に示す。段数を増
すごとに滑らかな包絡線推定値が得られている。
【００３７】次に、本発明のＡＧＣを位置サーボ系の位
置指令に用いた場合の効果を図１０に示す。図１０
（ａ）はコントローラ出力指令値（ＡＧＣの入力）であ
り、ここではその振幅制限値を１としてある。図１０
（ｂ）は、出力指令値を単に制限値１のリミッタに通し
た場合の出力である。また、図１０（ｃ）は、従来のＡ
ＧＣを通した出力であり、図１０（ｄ）は本発明による
ＡＧＣを通した出力である。
置指令に用いた場合の効果を図１０に示す。図１０
（ａ）はコントローラ出力指令値（ＡＧＣの入力）であ
り、ここではその振幅制限値を１としてある。図１０
（ｂ）は、出力指令値を単に制限値１のリミッタに通し
た場合の出力である。また、図１０（ｃ）は、従来のＡ
ＧＣを通した出力であり、図１０（ｄ）は本発明による
ＡＧＣを通した出力である。
【００３８】図１０（ａ）の指令値は第１波から第３波
まで振幅制限値１を超える振幅を持っている。特に、第
１波は振幅制限値の２倍程度の大きな振幅である。この
指令値に対して単にリミッタを施すと、図１０（ｂ）に
示すように顕著なクリップ波形となる。制御対象の質量
をＭとし、サーボ系が優れた追従特性を持つと考える
と、制御対象の駆動に要する力はほぼ「Ｍ×（指令値の
２回微分値）」となる。よって、クリップ点では大きな
制御力が発生する。
まで振幅制限値１を超える振幅を持っている。特に、第
１波は振幅制限値の２倍程度の大きな振幅である。この
指令値に対して単にリミッタを施すと、図１０（ｂ）に
示すように顕著なクリップ波形となる。制御対象の質量
をＭとし、サーボ系が優れた追従特性を持つと考える
と、制御対象の駆動に要する力はほぼ「Ｍ×（指令値の
２回微分値）」となる。よって、クリップ点では大きな
制御力が発生する。
【００３９】これに対して、従来のＡＧＣを通すと図１
０（ｃ）のようになり、図１０（ｂ）に比べてクリップ
波形が少なく滑らかになっているのがわかる。しかし、
最初の第１波に対する振幅制限は不完全であり、依然と
してクリップが表れている。この点、図１０（ｄ）に示
す本発明のＡＧＣでは、クリップのない滑らかな波形が
得られている。
０（ｃ）のようになり、図１０（ｂ）に比べてクリップ
波形が少なく滑らかになっているのがわかる。しかし、
最初の第１波に対する振幅制限は不完全であり、依然と
してクリップが表れている。この点、図１０（ｄ）に示
す本発明のＡＧＣでは、クリップのない滑らかな波形が
得られている。
【００４０】次に、図１１は図１をフィードバック構成
に置き換えたものであり、請求項３に記載した発明の実
施形態に相当する。また、図１２は図２をフィードバッ
ク構成に置き換えたものであり、請求項４に記載した発
明の実施形態に相当する。すなわち、最終指令値をフィ
ルタ部１３及び平滑部１２からなる包絡線推定部１０Ｂ
に入力し、平滑部１２から出力される包絡線推定値を用
いて補正ゲイン演算部４により補正ゲインを演算する。
この補正ゲインに応じて可変ゲイン増幅部５によりもと
のコントローラ出力指令値の振幅を調整し、最終指令値
を得る。
に置き換えたものであり、請求項３に記載した発明の実
施形態に相当する。また、図１２は図２をフィードバッ
ク構成に置き換えたものであり、請求項４に記載した発
明の実施形態に相当する。すなわち、最終指令値をフィ
ルタ部１３及び平滑部１２からなる包絡線推定部１０Ｂ
に入力し、平滑部１２から出力される包絡線推定値を用
いて補正ゲイン演算部４により補正ゲインを演算する。
この補正ゲインに応じて可変ゲイン増幅部５によりもと
のコントローラ出力指令値の振幅を調整し、最終指令値
を得る。
【００４１】詳述はしないが、この実施形態におけるフ
ィルタ部１３の構成も前述した図３〜図６と同一であ
り、請求項２の発明の実施形態と同様の作用効果を得る
ことができる。なお、各実施形態における移相器の段数
や整流部の数、最大値選択演算部の段数などは、本発明
の構成上、何ら限定的なものではない。
ィルタ部１３の構成も前述した図３〜図６と同一であ
り、請求項２の発明の実施形態と同様の作用効果を得る
ことができる。なお、各実施形態における移相器の段数
や整流部の数、最大値選択演算部の段数などは、本発明
の構成上、何ら限定的なものではない。
【００４２】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、振幅制限
値を超える大振幅の指令値が発生しても、指令値の増加
を移相器ないしフィルタ部通過後の信号から先見的に予
測し、最終的な指令値を制限振幅内で滑らかに変化させ
ることができるため、振幅制限遅れがなく、ショックレ
スでのモーションコントロールが可能になる。特に、請
求項１の発明は、従来のＡＧＣに対し適切な移相器を包
絡線推定部の前段に挿入するだけで構成できるため、簡
単かつ経済的に本発明を実現することができる。
値を超える大振幅の指令値が発生しても、指令値の増加
を移相器ないしフィルタ部通過後の信号から先見的に予
測し、最終的な指令値を制限振幅内で滑らかに変化させ
ることができるため、振幅制限遅れがなく、ショックレ
スでのモーションコントロールが可能になる。特に、請
求項１の発明は、従来のＡＧＣに対し適切な移相器を包
絡線推定部の前段に挿入するだけで構成できるため、簡
単かつ経済的に本発明を実現することができる。
【図１】請求項１に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図２】請求項２に記載した発明の実施形態を示すブロ
ック図である。
ック図である。
【図３】請求項２、請求項４の実施形態におけるフィル
タ部の構成例を示すブロック図である。
タ部の構成例を示すブロック図である。
【図４】請求項２、請求項４の実施形態におけるフィル
タ部の構成例を示すブロック図である。
タ部の構成例を示すブロック図である。
【図５】図４のフィルタ部の具体例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図６】図４のフィルタ部の具体例を示すブロック図で
ある。
ある。
【図７】図５におけるフィルタ部の各部の信号波形を示
す図である。
す図である。
【図８】図６におけるフィルタ部の各部の信号波形を示
す図である。
す図である。
【図９】図４のフィルタ部における移相器の段数ごとの
出力波形を示す図である。
出力波形を示す図である。
【図１０】本発明のＡＧＣを位置サーボ系の位置指令に
用いた場合の効果を示す波形図である。
用いた場合の効果を示す波形図である。
【図１１】請求項３に記載した発明の実施形態を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１２】請求項４に記載した発明の実施形態を示すブ
ロック図である。
ロック図である。
【図１３】従来技術を示すブロック図である。
【図１４】図１３における補正ゲイン演算部の動作を示
す図である。
す図である。
４ 補正ゲイン演算部 ５ 可変ゲイン増幅部 １０Ａ，１０Ｂ 包絡線推定部 １１ 移相器 １２ 平滑部 １３ フィルタ部 １３０１〜１３０９ 移相器 １３２０〜１３２９ 整流部 １３４０〜１３４２ 最大値選択演算部
Claims (4)
- 【請求項１】 コントローラ出力指令値が入力されてそ
の包絡線推定値が出力される包絡線推定部と、前記包絡
線推定値に応じた補正ゲインが演算されて出力される補
正ゲイン演算部と、前記補正ゲインに応じてコントロー
ラ出力指令値の振幅を調整し、最終指令値として出力さ
せる可変ゲイン増幅部とを備えた自動ゲインコントロー
ラにおいて、 前記包絡線推定部を、コントローラ出力指令値を移相さ
せる移相器と、この移相器の出力信号を平滑して包絡線
推定値とする平滑部とから構成したことを特徴とする自
動ゲインコントローラ。 - 【請求項２】 コントローラ出力指令値が入力されてそ
の包絡線推定値が出力される包絡線推定部と、前記包絡
線推定値に応じた補正ゲインが演算されて出力される補
正ゲイン演算部と、前記補正ゲインに応じてコントロー
ラ出力指令値の振幅を調整し、最終指令値として出力さ
せる可変ゲイン増幅部とを備えた自動ゲインコントロー
ラにおいて、 前記包絡線推定部を、コントローラ出力指令値の元信号
及び移相信号の絶対値の最大値を選択して出力するフィ
ルタ部と、このフィルタ部の出力信号を平滑して包絡線
推定値とする平滑部とから構成すると共に、 前記フィルタ部を、コントローラ出力指令値の元信号を
整流する整流部と、前記元信号に対してそれぞれ異なる
位相角を持つように移相させる１以上の移相器と、各移
相器の出力信号を整流する整流部と、全整流部の出力信
号から最大値を選択して出力する最大値選択演算部とか
ら構成したことを特徴とする自動ゲインコントローラ。 - 【請求項３】 コントローラ出力の最終指令値が入力さ
れてその包絡線推定値が出力される包絡線推定部と、前
記包絡線推定値に応じた補正ゲインが演算されて出力さ
れる補正ゲイン演算部と、前記補正ゲインに応じてコン
トローラ出力指令値の振幅を調整し、前記最終指令値と
して出力させる可変ゲイン増幅部とを備えた自動ゲイン
コントローラにおいて、 前記包絡線推定部を、前記最終指令値を移相させる移相
器と、この移相器の出力信号を平滑して包絡線推定値と
する平滑部とから構成したことを特徴とする自動ゲイン
コントローラ。 - 【請求項４】 コントローラ出力の最終指令値が入力さ
れてその包絡線推定値が出力される包絡線推定部と、前
記包絡線推定値に応じた補正ゲインが演算されて出力さ
れる補正ゲイン演算部と、前記補正ゲインに応じてコン
トローラ出力指令値の振幅を調整し、前記最終指令値と
して出力させる可変ゲイン増幅部とを備えた自動ゲイン
コントローラにおいて、 前記包絡線推定部を、前記最終指令値の元信号及び移相
信号の絶対値の最大値を選択して出力するフィルタ部
と、このフィルタ部の出力信号を平滑して包絡線推定値
とする平滑部とから構成すると共に、 前記フィルタ部を、前記最終指令値の元信号を整流する
整流部と、前記元信号に対してそれぞれ異なる位相角を
持つように移相させる１以上の移相器と、各移相器の出
力信号を整流する整流部と、全整流部の出力信号のうち
最大値を選択して出力する最大値選択演算部とから構成
したことを特徴とする自動ゲインコントローラ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28073396A JPH10124106A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | 自動ゲインコントローラ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28073396A JPH10124106A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | 自動ゲインコントローラ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10124106A true JPH10124106A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17629199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28073396A Withdrawn JPH10124106A (ja) | 1996-10-23 | 1996-10-23 | 自動ゲインコントローラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10124106A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1193577A1 (de) * | 2000-09-27 | 2002-04-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Signalvorhaltfilterung |
| JP2006059427A (ja) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ディスク装置 |
-
1996
- 1996-10-23 JP JP28073396A patent/JPH10124106A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1193577A1 (de) * | 2000-09-27 | 2002-04-03 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Signalvorhaltfilterung |
| JP2006059427A (ja) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands Bv | 磁気ディスク装置 |
| JP4495547B2 (ja) * | 2004-08-19 | 2010-07-07 | ヒタチグローバルストレージテクノロジーズネザーランドビーブイ | 磁気ディスク装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |