JPWO2020049809A1 - モーション制御装置、モーション制御方法、モーション制御プログラム、及びモーション制御システム - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、本発明に係るモーション制御装置100の一例を示すブロック図である。図1に示すように、制御対象物を目標軌道に追従制御させるモーション制御装置100は、位置取得部101、目標軌道生成部102、移動速度決定部103、制御目標位置算出部104、及び制御入力算出部105を備える。
図2は、本発明に係るモーション制御システムSの一例を示すブロック図である。本例では、図1と異なり、モーション制御装置100は、通信ネットワークNを介して制御対象物である作業機械106と通信可能に接続されている。モーション制御システムSは、モーション制御装置100と、通信ネットワークNと、作業機械106と、を含む。モーション制御装置100から制御入力が通信ネットワークを介して作業機械106へ送信されることで作業機械106を制御する。
上述の例では、モーション制御装置がネットワークを介して作業機械を制御する例を説明したが、これに限らず、モーション制御装置と作業機械を一体に構成してもよい。
(付記1)
制御対象物を目標軌道に追従制御させるモーション制御装置であって、
前記制御対象物の現在位置を取得する位置取得部と、
前記現在位置から前記制御対象物が到達する最終位置までの目標軌道を生成する目標軌道生成部と、
前記制御対象物が前記目標軌道上のそれぞれの位置を移動する移動速度を決定する移動速度決定部と、
前記制御対象物が前記移動速度で前記目標軌道を追従するようフィードバック制御を行うために、前記現在位置における前記目標軌道の接線ベクトル上の進行方向に制御目標位置を設定する制御目標位置算出部と、
前記制御目標位置を目標値とするフィードバック制御により前記制御対象物への制御入力を算出する制御入力算出部と、
を備えるモーション制御装置。
(付記2)
前記制御目標位置算出部により設定された前記制御目標位置と前記現在位置との距離は、前記移動速度決定部により決定された前記移動速度に比例して算出される、
付記1に記載のモーション制御装置。
(付記3)
前記目標軌道は、少なくとも部分的に曲線を含む、付記1又は2に記載のモーション制御装置。
(付記4)
前記制御目標位置算出部は、前記制御対象物の移動に応じて制御周期ごとに前記制御目標位置を更新する、
付記1〜3のいずれか一項に記載のモーション制御装置。
(付記5)
前記制御周期は、前記制御対象物が一制御周期の間に前記制御目標位置の方向へ進行する距離が、前記制御対象物が追従する前記目標軌道との一定の許容誤差より短くなるように設定されている、付記4に記載のモーション制御装置。
(付記6)
モーション制御装置が制御対象物を目標軌道に追従制御させるモーション制御方法であって、
前記モーション制御装置は、
前記制御対象物の現在位置を取得し、
前記制御対象物の前記現在位置から最終位置までの目標軌道を生成し、
前記制御対象物が前記目標軌道上のそれぞれの位置を移動する移動速度を決定し、
前記制御対象物が前記移動速度で前記目標軌道を追従するようフィードバック制御を行うために、前記現在位置における前記目標軌道の接線ベクトル上の進行方向に制御目標位置を設定し、
前記制御目標位置を目標値とするフィードバック制御により前記制御対象物への制御入力を算出する、
モーション制御方法。
(付記7)
制御対象物を目標軌道に追従制御させるモーション制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
前記制御対象物の現在位置を取得する処理と、
前記制御対象物の前記現在位置から最終位置までの目標軌道を生成する処理と、
前記制御対象物が前記目標軌道上のそれぞれの位置を移動する移動速度を決定する処理と、
前記制御対象物が前記移動速度で前記目標軌道を追従するようフィードバック制御を行うために、前記現在位置における前記目標軌道の接線ベクトル上の進行方向に制御目標位置を設定する処理と、
前記制御目標位置を目標値とするフィードバック制御により前記制御対象物への制御入力を算出する処理と、
をコンピュータに実行させるモーション制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。
(付記8)
制御対象物と、前記制御対象物と通信ネットワークを介して接続されるモーション制御装置と、を備えるモーション制御システムであって、
前記モーション制御装置は、
前記制御対象物の現在位置を取得する位置取得部と、
前記現在位置から前記制御対象物が到達する最終位置までの目標軌道を生成する目標軌道生成部と、
前記制御対象物が前記目標軌道上のそれぞれの位置を移動する移動速度を決定する移動速度決定部と、
前記現在位置における前記目標軌道の接線ベクトル上の進行方向に制御目標位置を設定する制御目標位置算出部と、
前記制御目標位置を目標値とするフィードバック制御により前記制御対象物への制御入力を算出する制御入力算出部と、
を備えるモーション制御システム。
(付記9)
前記モーション制御装置は、
前記通信ネットワークを介して前記制御入力を前記制御対象物に送信し、
前記制御対象物は、
現在時間における前記制御対象物の位置情報を測定して前記モーション制御装置に前記通信ネットワークを介して送信し、
前記モーション制御装置から前記制御入力を受信し、前記制御対象物の駆動部を駆動するための駆動信号に変換し、
前記駆動部が前記駆動信号に基づいた速度で前記制御対象物の駆動機構を動作させる、
付記8に記載のモーション制御システム。
101 位置取得部
102 目標軌道生成部
103 移動速度決定部
104 制御目標位置算出部
105 制御入力算出部
106 作業機械
201 制御部
201A CPU
201B 主記憶装置
201C 補助記憶装置
201D 外部インタフェース
202 記憶部
203 通信部
401 通信部
402 変換部
403 駆動部
404 測定部
N 通信ネットワーク
S モーション制御システム
Claims (9)
- 制御対象物を目標軌道に追従制御させるモーション制御装置であって、
前記制御対象物の現在位置を取得する位置取得手段と、
前記現在位置から前記制御対象物が到達する最終位置までの目標軌道を生成する目標軌道生成手段と、
前記制御対象物が前記目標軌道上のそれぞれの位置を移動する移動速度を決定する移動速度決定手段と、
前記制御対象物が前記移動速度で前記目標軌道を追従するようフィードバック制御を行うために、前記現在位置における前記目標軌道の接線ベクトル上の進行方向に制御目標位置を設定する制御目標位置算出手段と、
前記制御目標位置を目標値とするフィードバック制御により前記制御対象物への制御入力を算出する制御入力算出手段と、
を備えるモーション制御装置。 - 前記制御目標位置算出手段により設定された前記制御目標位置と前記現在位置との距離は、前記移動速度決定手段により決定された前記移動速度に比例して算出される、
請求項1に記載のモーション制御装置。 - 前記目標軌道は、少なくとも部分的に曲線を含む、請求項1又は2に記載のモーション制御装置。
- 前記制御目標位置算出手段は、前記制御対象物の移動に応じて制御周期ごとに前記制御目標位置を更新する、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のモーション制御装置。 - 前記制御周期は、前記制御対象物が一制御周期の間に前記制御目標位置の方向へ進行する距離が、前記制御対象物が追従する前記目標軌道との一定の許容誤差より短くなるように設定されている、請求項4に記載のモーション制御装置。
- モーション制御装置が制御対象物を目標軌道に追従制御させるモーション制御方法であって、
前記モーション制御装置は、
前記制御対象物の現在位置を取得し、
前記制御対象物の前記現在位置から最終位置までの目標軌道を生成し、
前記制御対象物が前記目標軌道上のそれぞれの位置を移動する移動速度を決定し、
前記制御対象物が前記移動速度で前記目標軌道を追従するようフィードバック制御を行うために、前記現在位置における前記目標軌道の接線ベクトル上の進行方向に制御目標位置を設定し、
前記制御目標位置を目標値とするフィードバック制御により前記制御対象物への制御入力を算出する、
モーション制御方法。 - 制御対象物を目標軌道に追従制御させるモーション制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
前記制御対象物の現在位置を取得する処理と、
前記制御対象物の前記現在位置から最終位置までの目標軌道を生成する処理と、
前記制御対象物が前記目標軌道上のそれぞれの位置を移動する移動速度を決定する処理と、
前記制御対象物が前記移動速度で前記目標軌道を追従するようフィードバック制御を行うために、前記現在位置における前記目標軌道の接線ベクトル上の進行方向に制御目標位置を設定する処理と、
前記制御目標位置を目標値とするフィードバック制御により前記制御対象物への制御入力を算出する処理と、
をコンピュータに実行させるモーション制御プログラムが格納された非一時的なコンピュータ可読媒体。 - 制御対象物と、前記制御対象物と通信ネットワークを介して接続されるモーション制御装置と、を備えるモーション制御システムであって、
前記モーション制御装置は、
前記制御対象物の現在位置を取得する位置取得手段と、
前記現在位置から前記制御対象物が到達する最終位置までの目標軌道を生成する目標軌道生成手段と、
前記制御対象物が前記目標軌道上のそれぞれの位置を移動する移動速度を決定する移動速度決定手段と、
前記現在位置における前記目標軌道の接線ベクトル上の進行方向に制御目標位置を設定する制御目標位置算出手段と、
前記制御目標位置を目標値とするフィードバック制御により前記制御対象物への制御入力を算出する制御入力算出手段と、
を備えるモーション制御システム。 - 前記モーション制御装置は、
前記通信ネットワークを介して前記制御入力を前記制御対象物に送信し、
前記制御対象物は、
現在時間における前記制御対象物の位置情報を測定して前記モーション制御装置に前記通信ネットワークを介して送信し、
前記モーション制御装置から前記制御入力を受信し、前記制御対象物の駆動部を駆動するための駆動信号に変換し、
前記駆動部が前記駆動信号に基づいた速度で前記制御対象物の駆動機構を動作させる、
請求項8に記載のモーション制御システム。
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