JPWO2006011519A1 - サーボ制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明の課題は、速度一定時の位置偏差を零とするとともに、加速度一定時、又は、加速度及び躍度一定時の位置偏差を零として高精度追従応答を実現することができるサーボ制御装置を提供することである。 この課題を解決するためのサーボ制御装置は、モータ出力を目標位置に一致させる速度指令を生成する位置制御器（３）と、目標指令を微分しゲインを乗じた信号と目標指令を２回微分しゲインを乗じた信号を加算し、速度フィードフォワードを生成するフィードフォワード制御器（４）と、モータ（１）を制御するＩ−ＰないしＰＩ制御を行う速度制御器（２）とを備える。

Description

本発明は高い指令追従精度を必要とする工作機、半導体製造装置、実装機などを駆動するサーボ制御装置に関する。

目標指令とモータ出力とを一致させるサーボ制御装置として、従来から様々な構成が提案されている（特許文献１を参照）。

図３は、特許文献１に開示されたサーボ制御装置の構成を表すブロック図である。図３において、１はモータ、２は速度制御器、５’は予測制御器、６は差分器、５０はフィードフォワード（ＦＦ）信号作成指令フィルタである。
ＦＦ信号作成指令フィルタ５０に未来目標指令が入力されると、ＦＦ信号作成指令フィルタ５０は速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦとトルクフィードフォワード信号Ｔ_ＦＦと位置指令増分値Δｒを生成し、予測制御器５’には速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦとトルクフィードフォワード信号Ｔ_ＦＦと位置指令増分値Δｒを出力し、速度制御器２には速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦとトルクフィードフォワード信号Ｔ_ＦＦを出力する。予測制御器２は位置指令増分値Δｒ、速度フィードフォワード信号ＶＦＦ、トルクフィードフォワード信号Ｔ_ＦＦとモータ位置の増分値を入力し、速度指令を生成し速度制御器２に出力する。速度制御器２は速度指令、速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦ、トルクフィードフォワード信号Ｔ_ＦＦを入力してモータに電力を供給する。モータ１は速度制御器から電力を供給されトルクを発生し、イナーシャや負荷に応じて加速度を発生、回転する。モータの出力は位置である。

図４はフィードフォワード信号作成指令フィルタ５０のブロック図である。図４において、２１はフィルタ、２２はフィードフォワード信号演算器、２３はメモリである。
フィルタ２１は、未来目標指令をフィルタリングする目的で用いることが可能なフィルタであり、フィルタリングされた未来目標指令を出力する。メモリ２３は、フィルタ２１の出力を入力して、現在時刻ｉからＭ（Ｍは自然数）サンプリング未来までの目標指令増分値Δｒ（ｉ）、Δｒ（ｉ＋１）、・・・、Δｒ（ｉ＋Ｍ）を記憶してＦＦ信号演算器２２と予測制御器５’とに出力する。ＦＦ信号演算器２２は、メモリ２３の出力を入力して、速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦとトルクフィードフォワード信号Ｔ_ＦＦを生成し、予測制御器５’と速度制御器２へ出力する。

図２は、特許文献１に開示されたサーボ制御装置の構成を変形して書き直したブロック図であり、モータ１の出力を目標指令に一致させるように、第２フィードフォワード制御器４０と、予測制御器５と、速度制御器２と、モータ１と、差分器６とを有している。図３と図２との差異は、ＦＦ信号指令作成フィルタ５０内のフィルタの有無にかかわらず、メモリ２３に記憶されるべき目標指令増分値Δｒを直接、第２フィードフォワード制御器４０と予測制御器５へ入力すること、ＦＦ信号演算器２２が演算し出力する信号を速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦのみとし、ＦＦ信号演算器２２とメモリ２３とを第２フィードフォワード制御器４０と予測制御器５の両方に持たせたことである。これにより、第２フィードフォワード制御器４０から出力される速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦ（ｉ）は速度制御器２へのみ出力される。

図６は第２フィードフォワード制御器４０の構成を示すブロック図である。図６を参照すると、第２フィードフォワード制御器４０は、メモリ２３とＦＦ信号演算器２２とを有している。メモリ２３は、目標指令増分値を順次記憶して、現在時刻ｉからＭ（Ｍは自然数）サンプリング未来までの指令増分値Δｒ（ｉ）、Δｒ（ｉ＋１）・・・、Δｒ（ｉ＋Ｍ）記憶してＦＦ信号演算器２２に出力する。ＦＦ信号演算器２２は、メモリ２３から出力された指令増分値Δｒ（ｉ）、Δｒ（ｉ＋１）・・・、Δｒ（ｉ＋Ｍ）から速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦ（ｉ）を求めて出力する。速度フィードフォワード信号を求める演算式は特に限定されるものではなく、例えば、モータ１に加わる外乱が判っている場合は演算によってそれらを打ち消してもよく、また、
Ｖ_ＦＦ（ｉ）＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒ（ｉ＋ｍ１）
としてもよい。ここでｆｆｖはフィードフォワードゲイン、Ｔｓはサンプリング周期、Δｒ（ｉ＋ｍ１）はｍ１サンプリング未来の指令増分値、ｍ１は０≦ｍ１の整数である。

図５は予測制御器５の構成を示すブロック図である。予測制御器５は指令増分値Δｒ（ｉ）と、モータ１のＫ（Ｋ≧０の整数）サンプリング過去の位置出力のサンプリング周期間の増分値である位置出力増分値Δｙ（ｉ−Ｋ）と、を入力し、速度指令から出力までの伝達関数モデルを用いて未来の偏差予測値を求め、その未来偏差予測値と速度指令ｕ（ｉ）に関する評価関数が最小となるように速度指令ｕ（ｉ）を決定し出力する。

図５を参照すると、予測制御器５はＦＦ信号演算器２２と、メモリ２３、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５と、演算器１０６と、減算器１０８と、積算器１０９と、を有している。メモリ２３、およびＦＦ信号演算器２２は図６記載のメモリ２３、およびＦＦ信号演算器２２と同じであり、ＦＦ信号演算器２２からはＶ_ＦＦ（ｉ）が出力される。メモリ１０３はメモリ２３の出力である未来の指令増分値Δｒ（ｉ＋１）、Δｒ（ｉ＋２）、・・・、Δｒ（ｉ＋Ｍ）を入力し、過去の指令増分値Δｒ（ｉ−１）、Δｒ（ｉ−２）、・・・、Δｒ（ｉ−Ｋ）を記憶する。メモリ１０２は予測制御用の定数ｖ_ｍ（ｍ＝−Ｋ＋１，−Ｋ＋２，・・・，Ｍ）、ｐ_ｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎａ）、Ｅ、ｇ_ｎ（ｎ＝１，・・・，Ｎｂ＋Ｋ−１）、ｘ_ｎ（ｎ＝０，１，・・・，Ｎｄ＋Ｋ−１）を記憶する。なお、Ｎａ、Ｎｂ、Ｎｄは自然数である。メモリ１０４は位置出力増分値Δｙ（ｉ−Ｋ）を入力として過去の出力増分値Δｙ（ｉ−Ｋ）、Δｙ（ｉ−Ｋ−１）、・・・、Δｙ（ｉ−Ｋ−Ｎａ＋１）を記憶する。メモリ１０５は速度指令ｕ（ｉ）を入力として過去の速度指令ｕ（ｉ−１）、ｕ（ｉ−２）、・・・、ｕ（ｉ−Ｋ−Ｎｂ＋１）を記憶する。メモリ１０１はＦＦ信号演算器２２の出力を入力として、Ｖ_ＦＦ（ｉ）、Ｖ_ＦＦ（ｉ−１）、・・・Ｖ_ＦＦ（ｉ−Ｋ−Ｎｄ＋１）を記憶する。減算器１０８はメモリ１０３に記憶された指令増分値Δｒ（ｉ−Ｋ）とモータ１の位置出力増分値Δｙ（ｉ−Ｋ）との偏差増分値を求め、積算器１０９は、減算器１０８の出力である偏差増分値を積算し、偏差ｅ（ｉ−Ｋ）を求める。演算器１０６は式（１）の演算により現在時刻の速度指令ｕ（ｉ）を算出して速度制御器２に出力する。

次に、式（１）について説明する。
速度制御器２へ入力する速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦ（ｉ）、および速度指令ｕ（ｉ）からモータ１の位置出力ｙ（ｉ）までの離散時間伝達関数モデルが、

で得られているとする。ただし、ｙ（ｚ），ｕ（ｚ），Ｖ_ＦＦ（ｚ），はそれぞれｙ（ｉ），ｕ（ｉ），Ｖ_ＦＦ（ｉ）のｚ変換である。
そこで、評価関数

が最小となるように速度指令ｕ（ｉ）を決定すると式（１）を得る。ここで、ｅ^＊（ｉ＋ｍ）はｍサンプリング未来時刻における偏差予測値、ｗ_ｍ、αは偏差に掛ける係数、ｃおよびｃ_ｄは速度指令ｕ（ｉ）およびその増分値Δｕ（ｉ）に掛ける係数である。ここで、式（１）における各定数ｖ_ｍ，Ｅ，ｐ_ｎ，ｇ_ｎ，ｘ_ｎは

となる。ただし、Ａ_ｍｎ、Ｂ_ｍｎ、Ｄ_ｍｎは式（２）における離散時間伝達関数モデルの係数ａ_１〜ａ_Ｎａ、ｂ_１〜ｂ_Ｎｂ、ｄ_１〜ｄ_Ｎｄから算出される係数である。
このように、従来のサーボ制御装置は予測制御器５から出力される速度指令ｕ（ｉ）と第２フィードフォワード制御器４０から出力される速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦ（ｉ）とを用いてモータを制御するようになっている。
また、目標指令とモータ出力とを一致させるサーボ制御装置として、図２内の予測制御器５の代わりに位置比例制御器を用いてもよい。この場合は、目標指令とモータの位置出力との偏差を比例倍して速度指令とする。
特開２００２−６２９０６号公報

従来のサーボ制御装置は予測制御器５により作成された速度指令ｕ（ｉ）と第２フィードフォワード制御器４０により作成された速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦ（ｉ）を用いて、速度一定時の位置偏差を零とすることができるが、加速度一定時、又は、加速度及び躍度（加速度の時間微分）一定時の位置偏差を零とすることができないという問題点があった。

また、位置比例制御、速度ＰＩ制御、または速度Ｉ−Ｐ制御であって、目標指令を微分した信号を速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦ（ｉ）として入力するようなサーボ制御装置であれば、速度一定時、および加速度一定時の偏差を零とすることができるが、モータに粘性摩擦を持つ制御対象の場合、加速度一定時、又は、加速度及び躍度一定時の位置偏差を零とすることができないという問題点があった。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであり、速度一定時の位置偏差を零とするとともに、加速度一定時、又は、加速度及び躍度一定時の位置偏差を零として高精度追従応答を実現することができるサーボ制御装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の本発明は、モータの速度制御を行う速度制御器と、目標指令のサンプリング周期間の増分である目標指令増分値と前記モータの位置出力のサンプリング周期間の増分値である位置出力増分値とを入力して、速度指令を前記速度制御器へ出力する位置制御器と、目標指令増分値を入力して、第１速度フィードフォワード信号を前記速度制御器へ出力する第１フィードフォワード制御器とを備えたサーボ制御装置において、第１フィードフォワード制御器は、第２速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦに、目標指令の２回微分値に制御ゲインを乗じた第３速度フィードフォワード信号を加えて第１速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２として速度制御器へ出力し、加速度一定時に目標位置とモータの位置出力の偏差が零になるように、制御ゲインを設定するようにしたものである。

請求項２記載の本発明は、モータの速度制御を行う速度制御器と、目標指令のサンプリング周期間の増分である目標指令増分値と前記モータの位置出力のサンプリング周期間の増分値である位置出力増分値とを入力して、速度指令を前記速度制御器へ出力する位置制御器と、目標指令増分値を入力して、第１速度フィードフォワード信号を前記速度制御器へ出力する第１フィードフォワード制御器とを備えたサーボ制御装置において、第１フィードフォワード制御器は、第２速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦに、目標指令の２回微分値に制御ゲインを乗じた第３速度フィードフォワード信号を加えて第１速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２として速度制御器へ出力し、加速度一定時に目標位置とモータの位置出力の偏差が零になるように、制御ゲインを設定し、前記目標指令増分値Δｒが減速時かつ設定された閾値以下であるときには前記第３フィードフォワード信号の出力を零または設定されたゲインを乗じて出力するようにしたものである。

請求項３記載の本発明は、請求項１記載のサーボ制御装置において、第１フィードフォワード制御器は次式

ここでΔｒは前記目標指令増分値、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋ_２は加速度一定時に前記目標位置と前記モータの位置出力との偏差が零となるように設定される制御ゲイン、ｚ^−１は１サンプリング周期分の遅延
にしたがって、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成し、速度制御器へ出力するようにしたものである。

請求項４記載の本発明は、請求項２記載のサーボ制御装置において、第１フィードフォワード制御器は次式

ここでΔｒは前記目標指令増分値、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋ_２は加速度一定時に前記目標位置と前記モータの位置出力との偏差が零となるように設定される制御ゲイン、ｚ^−１は１サンプリング周期分の遅延
に従って、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成し、前記目標指令増分値Δｒが減速時かつ設定された閾値以下である時のみ次式

ここで、Ｋ_３はゲイン
に従って前記速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成し、
前記速度制御器へ出力するようにしたものである。

請求項５記載の本発明は、請求項１または２記載のサーボ制御装置において、位置制御器は、現在時刻ｉにおいて、Ｍサンプリング未来の前記目標指令増分値Δｒ（ｉ＋Ｍ）と、Ｋ（Ｋ≧０）サンプリング前の前記位置出力増分値Δｙ（ｉ−Ｋ）とを入力し、評価関数式（３）を最小とする速度指令ｕ（ｉ）を出力する予測制御器であるようにしてものである。

請求項６記載の本発明は、請求項３または４記載のサーボ制御装置において、前記位置制御器は、次式

ここでｕは前記速度指令、Δｙは前記位置出力増分値、Ｅは制御パラメータ、ｆｆｖはフィードフォワードゲイン、Ｖ_ｓｕｍ、Ｇ（ｚ）、Ｘ（ｚ）、Ｐ_０はそれぞれ、
Ｖ_ｓｕｍ＝ν_ｓｕｍ／｛Ｋ_ｇν（１＋Ｃ_Ｄ）｝
Ｇ（ｚ）＝（ｇ_１ ^＊−Ｃ_Ｄ）ｚ^−１／（１＋Ｃ_Ｄ）
Ｘ（ｚ）＝（１＋ｇ_１ ^＊・ｚ^−１）／（１＋Ｃ_Ｄ）
Ｐ_０＝（−１−ｇ_１ ^＊＋Ｔ_ｓ・ν_ｓｕｍ）／｛Ｋ_ｇν・Ｔ_ｓ（１＋Ｃ_Ｄ）｝
であり、ｇ_１＊、ｖ_ｓｕｍ、Ｃ_Ｄは制御パラメータ、Ｋｇｖは速度指令から速度フィードバックまでの定常ゲイン
なる伝達関数特性をもつようにしたものである。

請求項７記載の本発明は、請求項６記載のサーボ制御装置において、速度制御器がＩ−Ｐ制御器であり、フィードフォワード制御器における速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦは、フィードフォワードゲインｆｆｖにより
Ｖ_ＦＦ＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒ
で与えられ、制御ゲインであるＫ_２が
Ｋ_２＝Ｔ_ｓ｛Ｃ_Ｄ（１−ｆｆｖ）−ｇ_１ ^＊｝／（１＋ｇ_１ ^＊）＋Ｄ・Ｔ_ｉ／（Ｊ・Ｋ_ｖ）
ここでＤは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔｉは前記速度制御器における速度ループ積分時間、Ｋｖは前記速度制御器における速度ループゲイン
で与えられるようにしたものである。

請求項８記載の本発明は、請求項６記載のサーボ制御装置において、速度制御器はＰＩ制御器であり、第１フィードフォワード制御器における第２速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦは、フィードフォワードゲインｆｆｖにより
Ｖ_ＦＦ＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒ
で与えられ、制御ゲインであるＫ_２が
Ｋ_２＝Ｔ_ｓ｛Ｃ_Ｄ（１−ｆｆｖ）−ｇ_１ ^＊｝／（１＋ｇ_１ ^＊）＋Ｄ・Ｔ_ｉ／（Ｊ・Ｋ_ｖ）
ここでＤは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔｉは前記速度制御器における速度ループ積分時間、Ｋｖは前記速度制御器における速度ループゲイン
で与えられるようにしたものである。

請求項９記載の本発明は、請求項３または４記載のサーボ制御装置において、位置制御器が比例制御器であり、速度制御器がＰＩ制御器、またはＩ−Ｐ制御器であり、フィードフォワード制御器における前記速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦは、フィードフォワードゲインｆｆｖにより
Ｖ_ＦＦ＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒ
で与えられ、パラメータであるＫ_２、ｆｆｖが
Ｋ_２＝Ｄ・Ｔ_ｉ／（Ｊ・Ｋ_Ｖ）
ｆｆｖ＝１
ここでＤは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔｉは前記速度制御器における速度ループ積分時間、Ｋｖは前記速度制御器における速度ループゲインで与えられるようにしたものである。

請求項１０記載の本発明は、目標指令に、粘性摩擦を持つモータの出力を一致させるように制御するサーボ制御装置であり、前記モータの速度制御を行う速度制御器と、前記目標指令のサンプリング周期間の増分である目標指令増分値と前記モータの位置出力のサンプリング周期間の増分値である位置出力増分値とを入力して、速度指令を前記速度制御器へ出力する位置制御器と、前記目標指令増分値を入力して、速度フィードフォワード信号を前記速度制御器へ出力するフィードフォワード制御器とを備えたサーボ制御装置において、前記フィードフォワード制御器は、前記目標指令の微分値にゲインｆｆｖを乗じた信号Ｖ_ＦＦに、目標指令の２回微分値にゲインＫ_２を乗じた信号を加えて、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２として出力し、前記ゲインｆｆｖと、前記ゲインＫ_２は加速度一定時、及び躍度一定時に目標指令とモータの位置出力との偏差が零となるように設定されるフィードフォワード制御器であることを特徴とするものである。

請求項１１記載の本発明は、目標指令に、粘性摩擦を持つモータの出力を一致させるように制御するサーボ制御装置であって、前記モータの速度制御を行う速度制御器と、前記目標指令のサンプリング周期間の増分である目標指令増分値と前記モータの位置出力のサンプリング周期間の増分値である位置出力増分値とを入力して、速度指令を前記速度制御器へ出力する位置制御器と、前記目標指令増分値を入力して、速度フィードフォワード信号を前記速度制御器へ出力するフィードフォワード制御器と、を備えたサーボ制御装置において、
前記フィードフォワード制御器は、前記目標指令の微分値にゲインｆｆｖを乗じた信号Ｖ_ＦＦに、前記目標指令の２回微分値にゲインＫ_２を乗じた信号を加えて、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２として生成し、前記ゲインｆｆｖと、前記ゲインＫ_２は加速度一定時、及び躍度一定時に前記目標指令と前記モータの位置出力との偏差が零となるように設定され、前記目標指令増分値が減速時かつ設定された閾値以下であるときには前記ゲインＫ_２を零とするまたは前記ゲインＫ_２にさらに設定されたゲインＫ_３を乗じたゲインを設定するフィードフォワード制御器であることを特徴とするものである。

請求項１２記載の本発明は、請求項１０記載のサーボ制御装置において、フィードフォワード制御器は

にしたがって、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成し、出力する、ただし、Δｒは前記目標指令増分値、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋ_２は制御ゲイン、ｚ^−１は１サンプリング周期分の遅延であるフィードフォワード制御器であることを特徴とするものである。

請求項１３記載の本発明は、請求項１１記載のサーボ制御装置において、前記フィードフォワード制御器は

ただし、Δｒは前記目標指令増分値、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋ_２は制御ゲイン、ｚ^−１は１サンプリング周期分の遅延
にしたがって、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成するフィードフォワード制御器であり、前記目標指令増分値が減速時かつ設定された閾値以下であるときには

ただし、Ｋ_３は制御ゲイン、
にしたがって、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成するフィードフォワード制御器であることを特徴とするものである。

請求項１４記載の本発明は、請求項１０または請求項１１記載のサーボ制御装置において、前記位置制御器は、現在時刻ｉにおいて、Ｍサンプリング未来の前記目標指令増分値Δｒ（ｉ＋Ｍ）と、Ｋ（Ｋ≧０）サンプリング前の前記位置出力増分値Δｙ（ｉ−Ｋ）と、を入力し、評価関数

ただし、ｅ^＊（ｉ＋ｍ）はｍサンプリング未来時刻における偏差予測値、ｅ（ｉ−Ｋ）はＫサンプリング前の偏差、ｗ_ｍ、αは偏差に掛ける係数、ｃおよびｃ_ｄは速度指令ｕ（ｉ）およびその増分値Δｕ（ｉ）に掛ける係数、を最小とする速度指令ｕ（ｉ）を出力する予測制御器であることを特徴とするものである。

請求項１５記載の本発明は、請求項１０または請求項１１記載のサーボ制御装置でおいて、前記位置制御器は

ただし、ｕは前記速度指令、Δｙは前記位置出力増分値、Ｅは制御パラメータ、ｆｆｖはフィードフォワードゲイン、Ｖ_ｓｕｍ、Ｇ（ｚ）、Ｘ（ｚ）、Ｐ_０はそれぞれ、

ここで、ｇ_１＊、ｖ_ｓｕｍ、Ｃ_Ｄは制御パラメータ、Ｋｇｖは速度指令から速度フィードバックまでの定常ゲイン、なる伝達関数特性をもつ位置制御器であることを特徴とするものである。

請求項１６記載の本発明は、請求項１５記載のサーボ制御装置において、前記速度制御器がＩ−Ｐ制御器であり、フィードフォワード制御器における速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦは、フィードフォワードゲインｆｆｖによりＶ_ＦＦ＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒで与えられ、前記フィードフォワードゲインｆｆｖが

ただし、Ｄは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔｉは前記速度制御器における速度ループ積分時間、Ｋｖは前記速度制御器における速度ループゲイン、
で与えられ、制御ゲインであるＫ_２が

で与えられることを特徴とするものである。

請求項１７記載の本発明は、請求項１５のサーボ制御装置において、前記速度制御器はＰＩ制御器であり、前記フィードフォワード制御器における前記速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦは、フィードフォワードゲインｆｆｖによりＶ_ＦＦ＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒで与えられ、前記フィードフォワードゲインｆｆｖが、

ただし、Ｄは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔｉは前記速度制御器における速度ループ積分時間、Ｋｖは前記速度制御器における速度ループゲイン、で与えられ、
制御ゲインであるＫ_２が

で与えられることを特徴とするものである。

本発明によると速度一定時の位置偏差を零とするとともに、加速度一定時、又は、加速度及び躍度一定時の位置偏差を零として高精度追従応答を実現することができる。特に請求項２，１１の発明によると指令払い出し後の位置偏差をさらに小さくすることができる。

本発明の第１および第２実施例を示すサーボ制御装置のブロック図 従来のサーボ制御装置のブロック図 従来の予測制御装置を用いた特許文献１のサーボ制御装置のブロック図 従来の予測制御装置を用いたＦＦ信号作成フィルタを示すブロック図 従来の予測制御装置を用いた予測制御器の一例を示すブロック図 従来の予測制御装置を用いたＦＦ信号作成フィルタの一例を示すブロック図 本発明の第３実施例を示すサーボ制御装置のブロック図 本発明の第４実施例を示すサーボ制御装置のブロック図 本発明の第５実施例を示すサーボ制御装置のブロック図

符号の説明

１ モータ
２ 速度制御器
３ 位置制御器
４ 第１フィードフォワード制御器
５ 予測制御器
５´ 予測制御器
６ 差分器
７ 第１フィードフォワード制御器
２１ フィルタ
２２ ＦＦ信号演算器
２３ メモリ
４０ 第２フィードフォワード制御器
４１ 第３フィードフォワード制御器
４２ 加算器
４３ フィードフォワード変更手段
５０ ＦＦ信号作成指令フィルタ
６０ 予測制御装置
７０ 第２フィードフォワード制御器
７１ 第３フィードフォワード制御器
７２ 加算器
７３ フィードフォワード変更手段
１００ メモリ
１０１ メモリ
１０２ メモリ
１０３ メモリ
１０４ メモリ
１０５ メモリ
１０６ 演算器
１０８ 減算器
１０９ 積算器

以下、本発明の実施の形態について図を参照して説明する。

図１は本発明の実施例１を説明するためのサーボ制御装置のブロック図である。図１において、１はモータ、２は速度制御器、３は位置制御器である。また４は第１のフィードフォワード制御器、４０は第２フィードフォワード制御器、４１は第３フィードフォワード制御器、４２は加算器である。
第１フィードフォワード制御器４は第２フィードフォワード制御器４０と第３フィードフォワード制御器４１と加算器４２とを備えており、図示していない上位指令器より与えられた目標指令のサンプリング周期間の増分である目標指令増分値Δｒを基に、第２フィードフォワード制御器４０の出力である第２速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦと、
Ｋ_２（１−ｚ^−１）／Ｔｓ^２
なる伝達関数特性をもつ第３フィードフォワード制御器４１の出力第３速度フィードフォワード信号とを加算器４２により加算し、第１速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２として速度制御器へ出力する。
即ち、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２は、
Ｖ_Ｆ２＝［｛Ｋ_２（１−ｚ^−１）Δｒ｝／Ｔｓ^２］＋Ｖ_ＦＦ （４）
で与えられる。ここで、Δｒは目標指令増分値、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋ_２は制御ゲイン、Ｖ_ＦＦは第２速度フィードフォワード信号であり、例えば、フィードフォワードゲインｆｆｖにより、
Ｖ_ＦＦ（ｉ）＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒ （５）
として与える。
本実施例のサーボ制御装置が特許文献１と異なる部分は、第２速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦに目標指令を２回微分して制御ゲインＫ_２を乗じた信号を加算した信号を第１速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２としていることである。
このとき、速度制御器２はＩ−Ｐ制御器ないし、ＰＩ制御器であるものとする。また、位置制御器３は、特許文献１に記載された予測制御器５であるような、既存のものでよい。いま、速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦ（ｉ）、および速度指令ｕ（ｉ）からモータ１の出力ｙ（ｉ）までの離散時間伝達関数モデルが、

ただし、Ｋｇｖは速度指令から速度フィードバックまでの定常ゲイン、で与えられ、Ｎａ＝１，Ｎｂ＝２，Ｎｄ＝２，ｄ_ｎ´＝ｂ_ｎ´（ｎ＝１，２），Ｋ＝０の場合を考える。さらに、位置制御器３から出力される速度指令ｕ（ｉ）を

で与え、各定数ｖ_ｍ、Ｅ，ｐ_０，ｇ_１，ｘ_ｎ（ｎ＝１，２）は

ただし、Ａ_ｍｎ、Ｂ_ｍｎ´は式（６）における離散時間伝達関数モデルの係数ａ_１〜ａ_Ｎａ、ｂ´_１〜ｂ´_Ｎｂから算出される係数である。
式（５）、（７）、（８）より、図１における位置制御器３の伝達関数は

ただし、Ｖ_ｓｕｍ、Ｇ（ｚ）、Ｘ（ｚ）、Ｐ_０はそれぞれ、Ｃ＝０を条件として、

となる。
なお、本実施例におけるサーボ制御装置の位置制御器３は、必ずしも予測制御系である必要はなく、式（９）および、式（１０）を満足するような任意の位置制御器であって、速度制御器２がＩ−Ｐ制御器であれば、第１フィードフォワード制御器４内の制御ゲインＫ_２を

ただし、Ｄは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔｉは前記速度制御器における速度ループ積分時定数、Ｋｖは前記速度制御器における速度ループゲイン、
で与えることで、加速度一定時の偏差を零とすることができ、
速度制御器２がＰＩ制御器であれば、制御ゲインＫ_２を

で与えることで、加速度一定時の偏差を零とすることができる。

図１に示すサーボ制御装置における位置制御器３は予測制御器に代えて他の構成の位置制御器であってもよく、位置制御器３が位置比例制御器であって、速度制御器２が、速度Ｉ−Ｐ制御器または速度ＰＩ制御器である場合には、
Ｋ２＝ＤＴ_ｉ／（ＪＫ_ｖ）
ｆｆｖ＝１
で与えることで、加速度一定時の偏差を零とすることができる。

図７は図１に示したサーボ制御装置の第１フィードフォワード制御器４内にフィードフォワード変更手段４３が追加されたものである。フィードフォワード変更手段４３は目標指令増分値Δｒが減速時でかつ設定された閾値以下の時には第３フィードフォワード制御器４１の出力を零とするか、または第３フィードフォワード制御器４１の出力に設定されたゲインを乗じて出力することで、指令払い出し後の位置偏差をさらに小さくすることができる。

図８は本発明の実施例４を説明するためのサーボ制御装置のブロック図である。図８において、サーボ制御装置は、第１フィードフォワード制御器７と、位置制御器３と、速度制御器２とを備えており、モータ１を制御する。
第１フィードフォワード制御器７は第２フィードフォワード制御器７０と第３フィードフォワード制御器７１と加算器７２とを備えており、上位指令器（不図示）より与えられた目標指令のサンプリング周期間の増分である目標指令増分値を基に、第２フィードフォワード制御器７０の出力である従来の速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦと、

なる伝達関数特性をもつ第３フィードフォワード制御器７１の出力とを加算器７２により加算し、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２として生成する。即ち、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２は、

なる伝達関数で与えられる。ここで、Δｒは目標指令増分値、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋ_２は制御ゲイン、Ｖ_ＦＦは通常用いられる速度フィードフォワード信号であり、フィードフォワードゲインｆｆｖにより、

として与える。
本実施例のサーボ制御装置が特許文献１と異なる部分は、通常の速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦに目標指令を２回微分して制御ゲインＫ_２を乗じた信号を加算した信号を速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２としていることである。
このとき、速度制御器２はＩ−Ｐ制御器ないし、ＰＩ制御器であるものとする。
また、位置制御器３は、特許文献１に記載された予測制御器５であるような、既存のものでよい。いま、速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦ（ｉ）、および速度指令ｕ（ｉ）からモータ１の出力ｙ（ｉ）までの離散時間伝達関数モデルが、

ただし、Ｋｇｖは速度指令から速度フィードバックまでの定常ゲイン、で与えられ、Ｎａ＝１，Ｎｂ＝２，Ｎｄ＝２，ｄ_ｎ´＝ｂ_ｎ´（ｎ＝１，２），Ｋ＝０の場合を考える。さらに、位置制御器３から出力される速度指令ｕ（ｉ）を

で与え、各定数ｖ_ｍ、Ｅ，ｐ_０，ｇ_１，ｘ_ｎ（ｎ＝１，２）は

ただし、Ａ_ｍｎ、Ｂ_ｍｎ´は式（１５）における離散時間伝達関数モデルの係数ａ_１〜ａ_Ｎａ、ｂ´_１〜ｂ´_Ｎｂから算出される係数である。
式（１４）、（１６）、（１７）より、図８における位置制御器３の伝達関数は

ただし、Ｖ_ｓｕｍ、Ｇ（ｚ）、Ｘ（ｚ）、Ｐ_０はそれぞれ、Ｃ＝０を条件として、

となる。
なお、本実施例におけるサーボ制御装置の位置制御器３は、必ずしも予測制御系である必要はなく、式（１８）および、式（１９）を満足するような任意の位置制御器であって、速度制御器２がＩ−Ｐ制御器であれば、第１フィードフォワード制御器７内の速度フィードフォワードゲインｆｆｖを

ただし、Ｄは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔｉは前記速度制御器における速度ループ積分時定数、Ｋｖは前記速度制御器における速度ループゲイン、として与え、制御ゲインＫ_２を

で与えることで、加速度一定となる目標指令

（ただし、Ａは加速度の定常ゲインとする）を入力した時、最終値の定理より、

式（２０）の値が０となるので、加速度一定時の偏差は零である。ただし、ｅ（ｚ）は目標指令とモータ１の出力との偏差ｅ（ｉ）のｚ変換である。
また、同様に躍度一定となる目標指令

（ただし、Ｊｒは躍度の定常ゲインとする）を入力した時、式（２０）の値が０となるので、躍度一定時の偏差は零である。
また、速度制御器２がＰＩ制御器の場合は、速度フィードフォワードゲインｆｆｖを

として与え、制御ゲインＫ_２を

で与えることで、Ｉ−Ｐ制御器の場合と同様に、加速度及び躍度一定時の偏差は零となる。

図９は図８に示したサーボ制御装置の第１フィードフォワード制御器７内にフィードフォワード変更手段７３が追加されたものである。フィードフォワード変更手段７３は目標指令増分値Δｒが減速時でかつ設定された閾値以下の時には第３フィードフォワード制御器７１の出力を零とするか、または第３フィードフォワード制御器７１の出力に設定されたゲインを乗じて出力することで、指令払い出し後の位置偏差をさらに小さくすることができる。

本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。
本出願は、２００５年４月１日出願の日本特許出願Ｎｏ．２００５−１０６４３７，２００５−１０６４３８に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

速度フィードフォワード信号として、目標指令の微分値にフィードフォワードゲインｆｆｖを乗じた信号と目標指令を２回微分して制御ゲインＫ_２を乗じた信号とを加算した信号を使用することで、加速度一定時、又は、加速度及び躍度一定時の位置偏差を零として、追従精度を改善することができるので、同期制御を行うような機械にも適用できる。

Claims (17)

1. モータの速度制御を行う速度制御器と、目標指令のサンプリング周期間の増分である目標指令増分値と前記モータの位置出力のサンプリング周期間の増分値である位置出力増分値とを入力して、速度指令を前記速度制御器へ出力する位置制御器と、前記目標指令増分値を入力して、第１速度フィードフォワード信号を前記速度制御器へ出力する第１フィードフォワード制御器とを備えたサーボ制御装置において、前記第１フィードフォワード制御器は、第２速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦに、前記目標指令の２回微分値に制御ゲインを乗じた第３速度フィードフォワード信号を加えて第１速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２として速度制御器へ出力し、加速度一定時に前記目標位置と前記モータの位置出力の偏差が零になるように、前記制御ゲインを設定することを特徴とするサーボ制御装置。
2. モータの速度制御を行う速度制御器と、目標指令のサンプリング周期間の増分である目標指令増分値と前記モータの位置出力のサンプリング周期間の増分値である位置出力増分値とを入力して、速度指令を前記速度制御器へ出力する位置制御器と、前記目標指令増分値を入力して、第１速度フィードフォワード信号を前記速度制御器へ出力する第１フィードフォワード制御器とを備えたサーボ制御装置において、前記第１フィードフォワード制御器は、第２速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦに、前記目標指令の２回微分値に制御ゲインを乗じた第３速度フィードフォワード信号を加えて第１速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２として速度制御器へ出力し、加速度一定時に前記目標位置と前記モータの位置出力の偏差が零になるように、前記制御ゲインを設定し、前記目標指令増分値Δｒが減速時かつ設定された閾値以下であるときには前記第３速度フィードフォワード信号の出力を零または設定されたゲインを乗じて出力することを特徴とするサーボ制御装置。
3. 前記第１フィードフォワード制御器は、次式
   

   

   ここで、Δｒは前記目標指令増分値、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋ_２は加速度一定時に前記目標位置と前記モータの位置出力との偏差が零となるように設定される制御ゲイン、ｚ^−１は１サンプリング周期分の遅延、
   にしたがって、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成し、前記速度制御器へ出力することを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装置。
4. 前記第１フィードフォワード制御器は、次式
   

   

   ここで、Δｒは前記目標指令増分値、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋ_２は加速度一定時に前記目標位置と前記モータの位置出力との偏差が零となるように設定される制御ゲイン、ｚ^−１は１サンプリング周期分の遅延、
   に従って、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成し、
   前記目標指令増分値Δｒが減速時かつ設定された閾値以下である時のみ次式
   

   

   ここで、Ｋ_３はゲイン
   に従って、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成し、
   前記速度制御器へ出力することを特徴とする請求項２記載のサーボ制御装置。
5. 前記位置制御器は、現在時刻ｉにおいて、Ｍサンプリング未来の前記目標指令増分値Δｒ（ｉ＋Ｍ）と、Ｋ（Ｋ≧０）サンプリング前の前記位置出力増分値Δｙ（ｉ−Ｋ）とを入力し、次式で示される評価関数
   

   

   ただし、ｅ^＊（ｉ＋ｍ）はｍサンプリング未来の時刻における偏差予測値、ｅ（ｉ−Ｋ）はＫサンプリング前の偏差、ｗ_ｍとαは偏差に掛ける係数、ｃおよびｃ_ｄは速度指令ｕ（ｉ）およびその増分値Δｕ（ｉ）に乗じる係数
   を最小とする速度指令ｕ（ｉ）を出力する予測制御器であることを特徴とする請求項１または２記載のサーボ制御装置。
6. 前記位置制御器は、次式
   

   

   ただし、ｕは前記速度指令、Δｙは前記位置出力増分値、Ｅは制御パラメータ、ｆｆｖはフィードフォワードゲイン、Ｖ_ｓｕｍ、Ｇ（ｚ）、Ｘ（ｚ）、Ｐ_０はそれぞれ、
   Ｖ_ｓｕｍ＝ｖ_ｓｕｍ／｛Ｋ_ｇｖ（１＋Ｃ_Ｄ）｝
   Ｇ（ｚ）＝（ｇ_１ ^＊−Ｃ_Ｄ）ｚ^−１／（１＋Ｃ_Ｄ）
   Ｘ（ｚ）＝（１＋ｇ_１ ^＊・ｚ^−１）／（１＋Ｃ_Ｄ）
   Ｐ_０＝（−１−ｇ_１ ^＊＋Ｔ_ｓ・ｖ_ｓｕｍ）／｛Ｋ_ｇｖ・Ｔ_ｓ（１＋Ｃ_Ｄ）｝
   で、ｇ_１＊、ｖ_ｓｕｍ、Ｃ_Ｄは制御パラメータ、Ｋ_ｇｖは速度指令から速度フィードバックまでの定常ゲイン
   なる伝達関数特性をもつことを特徴とする請求項３または４記載のサーボ制御装置。
7. 前記速度制御器がＩ−Ｐ制御器であり、前記フィードフォワード制御器における前記速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦは、フィードフォワードゲインｆｆｖにより
   Ｖ_ＦＦ＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒ
   で与えられ、制御ゲインであるＫ_２が
   Ｋ_２＝Ｔ_ｉ・（１−ｆｆｖ）＋Ｔ_ｓ｛Ｃ_Ｄ（１−ｆｆｖ）−ｇ_１ ^＊｝／（１＋ｇ_１ ^＊）
   ＋Ｄ・Ｔ_ｉ／（Ｊ・Ｋ_ｖ）
   ここでＤは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔ_ｉは前記速度制御器における速度ループ積分時間、Ｋは前記速度制御器における速度ループゲイン
   で与えられることを特徴とする請求項６記載のサーボ制御装置。
8. 前記速度制御器はＰＩ制御器であり、前記第１フィードフォワード制御器における前記第２速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦは、フィードフォワードゲインｆｆｖにより
   Ｖ_ＦＦ＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒ
   で与えられ、制御ゲインであるＫ_２が
   Ｋ_２＝Ｔ_ｓ｛Ｃ_Ｄ（１−ｆｆｖ）−ｇ_１ ^＊｝／（１＋ｇ_１ ^＊）＋Ｄ・Ｔ_ｉ／（Ｊ・Ｋ_ｖ）
   ここでＤは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔ_ｉは前記速度制御器における速度ループ積分時間、Ｋ_ｖは前記速度制御器における速度ループゲイン
   で与えられることを特徴とする請求項６記載のサーボ制御装置。
9. 前記位置制御器が比例制御器であり、前記速度制御器がＰＩ制御器、またはＩ−Ｐ制御器であり、前記フィードフォワード制御器における前記速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦは、フィードフォワードゲインｆｆｖにより
   Ｖ_ＦＦ＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒ
   で与えられ、パラメータであるＫ_２、ｆｆｖが
   Ｋ_２＝Ｄ・Ｔ_ｉ／（Ｊ・Ｋ_Ｖ）
   ｆｆｖ＝１
   ただし、Ｄは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔ_ｉは前記速度制御器における速度ループ積分時間、Ｋ_ｖは前記速度制御器における速度ループゲイン
   で与えられることを特徴とする請求項３または４記載のサーボ制御装置。
10. 目標指令に、粘性摩擦を持つモータの出力を一致させるように制御するサーボ制御装置であって、前記モータの速度制御を行う速度制御器と、前記目標指令のサンプリング周期間の増分である目標指令増分値と前記モータの位置出力のサンプリング周期間の増分値である位置出力増分値とを入力して、速度指令を前記速度制御器へ出力する位置制御器と、前記目標指令増分値を入力して、速度フィードフォワード信号を前記速度制御器へ出力するフィードフォワード制御器と、を備えたサーボ制御装置において、
    前記フィードフォワード制御器は、前記目標指令の微分値にゲインｆｆｖを乗じた信号Ｖ_ＦＦに、前記目標指令の２回微分値にゲインＫ_２を乗じた信号を加えて、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２として生成し、前記ゲインｆｆｖと、前記ゲインＫ_２は加速度一定時、及び躍度一定時に前記目標指令と前記モータの位置出力との偏差が零となるように設定されるフィードフォワード制御器であることを特徴とするサーボ制御装置。
11. 目標指令に、粘性摩擦を持つモータの出力を一致させるように制御するサーボ制御装置であって、前記モータの速度制御を行う速度制御器と、前記目標指令のサンプリング周期間の増分である目標指令増分値と前記モータの位置出力のサンプリング周期間の増分値である位置出力増分値とを入力して、速度指令を前記速度制御器へ出力する位置制御器と、前記目標指令増分値を入力して、速度フィードフォワード信号を前記速度制御器へ出力するフィードフォワード制御器と、を備えたサーボ制御装置において、
    前記フィードフォワード制御器は、前記目標指令の微分値にゲインｆｆｖを乗じた信号Ｖ_ＦＦに、前記目標指令の２回微分値にゲインＫ_２を乗じた信号を加えて、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２として生成し、前記ゲインｆｆｖと、前記ゲインＫ_２は加速度一定時、及び躍度一定時に前記目標指令と前記モータの位置出力との偏差が零となるように設定され、前記目標指令増分値が減速時かつ設定された閾値以下であるときには前記ゲインＫ_２を零とするまたは前記ゲインＫ_２にさらに設定されたゲインＫ_３を乗じたゲインを設定するフィードフォワード制御器であることを特徴とするサーボ制御装置。
12. 前記フィードフォワード制御器は、次式
    

    

    ただし、Δｒは前記目標指令増分値、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋ_２は制御ゲイン、ｚ^−１は１サンプリング周期分の遅延
    にしたがって、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成するフィードフォワード制御器であることを特徴とする請求項１０記載のサーボ制御装置。
13. 前記フィードフォワード制御器は、次式
    

    

    ただし、Δｒは前記目標指令増分値、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋ_２は制御ゲイン、ｚ^−１は１サンプリング周期分の遅延
    にしたがって、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成するフィードフォワード制御器であり、前記目標指令増分値が減速時かつ設定された閾値以下であるときには、次式
    

    

    ただし、Ｋ_３は制御ゲイン、
    にしたがって、速度フィードフォワード信号Ｖ_Ｆ２を生成するフィードフォワード制御器であることを特徴とする請求項１１記載のサーボ制御装置。
14. 前記位置制御器は、現在時刻ｉにおいて、Ｍサンプリング未来の前記目標指令増分値Δｒ（ｉ＋Ｍ）と、Ｋ（Ｋ≧０）サンプリング前の前記位置出力増分値Δｙ（ｉ−Ｋ）と、を入力し、次式で示される評価関数
    

    

    ただし、ｅ^＊（ｉ＋ｍ）はｍサンプリング未来時刻における偏差予測値、ｅ（ｉ−Ｋ）はＫサンプリング前の偏差、ｗ_ｍ、αは偏差に掛ける係数、ｃおよびｃ_ｄは速度指令ｕ（ｉ）およびその増分値Δｕ（ｉ）に掛ける係数
    を最小とする速度指令ｕ（ｉ）を出力する予測制御器であることを特徴とする請求項１０または請求項１１記載のサーボ制御装置。
15. 前記位置制御器は、次式
    

    

    ただし、ｕは前記速度指令、Δｙは前記位置出力増分値、Ｅは制御パラメータ、ｆｆｖはフィードフォワードゲイン、Ｖ_ｓｕｍ、Ｇ（ｚ）、Ｘ（ｚ）、Ｐ_０はそれぞれ、
    

    

    ここで、ｇ_１＊、ｖ_ｓｕｍ、Ｃ_Ｄは制御パラメータ、Ｔｓはサンプリング周期、Ｋｇｖは速度指令から速度フィードバックまでの定常ゲイン
    なる伝達関数特性をもつことを特徴とする請求項１０または請求項１１記載のサーボ制御装置。
16. 前記速度制御器がＩ−Ｐ制御器であり、前記フィードフォワード制御器における前記速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦは、フィードフォワードゲインｆｆｖによりＶ_ＦＦ＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒで与えられ、前記フィードフォワードゲインｆｆｖが
    

    

    ただし、Ｄは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔｉは前記速度制御器における速度ループ積分時間、Ｋｖは前記速度制御器における速度ループゲイン、
    で与えられ、制御ゲインであるＫ_２が、
    

    

    で与えられることを特徴とする請求項１５記載のサーボ制御装置。
17. 前記速度制御器はＰＩ制御器であり、前記フィードフォワード制御器における前記速度フィードフォワード信号Ｖ_ＦＦは、フィードフォワードゲインｆｆｖによりＶ_ＦＦ＝ｆｆｖ／Ｔｓ・Δｒで与えられ、前記フィードフォワードゲインｆｆｖが、
    

    

    ただし、Ｄは粘性摩擦係数、Ｊはモータイナーシャ、Ｔｓはサンプリング周期、Ｔｉは前記速度制御器における速度ループ積分時間、Ｋｖは前記速度制御器における速度ループゲインで与えられ、
    制御ゲインであるＫ_２が、
    

    

    で与えられることを特徴とする請求項１５記載のサーボ制御装置。

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