KR101347921B1 - 서보 제어 장치 - Google Patents

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KR101347921B1
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히데토시 이케다
요시히로 마루시타
고지 마하라
기요시 하세가와
히데마사 오기
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미쓰비시덴키 가부시키가이샤
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    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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Abstract

서보 제어 장치가, 모터로 기계계를 구동하는 제어 대상(1)에 대하여, 모터 위치 또는 모터 속도에 대응하는 모터 운동이 모터 운동 지령에 추종하도록 제어하는 추종 제어부(2)와, 제어 대상(1)에게 실시하게 하는 주기적 동작의 위상을 나타내는 위상 신호 θ를 입력받아, 미리 설정한 제1 함수에 의하여, 위상 신호 θ에 따른 기계 운동 지령을 산출하는 지령 함수부(51)과, 제1 함수를 위상 신호로 2계 미분한 함수인 2차 도함수로서 미리 설정한 제2 함수를 이용하여 위상 신호에 따른 제2 함수의 값을 2계 미분 기초 신호로서 산출하는 2차 도함수부(52)와, 위상 속도의 2승값과, 2계 미분 기초 신호와, 제1 정수와의 곱을 이용하여 모터 운동 지령을 보정하는 제1 지령 보정값을 연산하는 보정값 연산부(53)와, 제1 지령 보정값과 기계 운동 지령과의 가산값에 기초하여 모터 운동 지령을 산출하는 보정값 가산부(54A)를 구비한다.

Description

서보 제어 장치{SERVO CONTROL DEVICE}
본 발명은 제어 대상을 구동 제어하는 서보 제어 장치에 관한 것이다.
산업용 로봇, 프레스 장치, 라인 자동화 장치 등의 산업용 기계를 구동 제어하는 서보 제어 장치는, 기계계(系, system)를 구동하는 모터의 운동(위치나 속도)에 관한 지령을 생성하고, 그 지령에 모터의 운동이 추종하도록 제어한다. 기계계의 강성(剛性, rigidity)이 낮은 경우(구동하는 기계계가 암(arm) 형상인 경우나, 저강성(低剛性)인 샤프트나 감속기를 통하여 부하 기계를 구동하는 경우 등)에는 저강성부가 휘어짐으로써 기계 선단(先端)의 운동이 모터의 운동과 차이가 발생한다. 또한, 기계계의 강성이 낮은 경우에는 정지 등의 지령의 변화 이후에 진동이 발생한다. 이러한 원인에 의하여, 기계 선단의 운동이 지령에 대하여 오차를 가져, 제어 정밀도가 열화(劣化)한다.
이와 같은 저강성에서 기인한 문제에 대하여, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 위치 지령 블록이 생성한 위치 지령값에 대하여 시간에 관한 2계 미분값을 구하고, 그것에 게인(gain) 정수(定數)를 곱하여 보정값을 구하고 있다. 그리고, 이 보정값을 원래의 위치 지령값에 가산한 보정 위치 지령값에 모터가 추종하도록 제어하고 있다.
또한, 특허문헌 1에 기재된 기술에서는, 순수 미분이 아니고 의사 미분을 이용하여도 좋다는 것이 기재되어 있다. 게다가, 지령 속도의 패턴이 사다리꼴이 되는 경우에는, 지령의 가속도가 변화하는 시점을 추출하고, 미리 설정한 시계열의 보정 패턴을 이용하여 보정값을 생성하는 것이 기재되어 있다.
또한, 서보 제어 장치는 일정하다고는 장담할 수 없는 주기로 특정 패턴의 동작을 산업용 기계에게 실시하게 하는 경우가 있다. 이와 같은 경우에는, 예를 들면 전자 캠으로 불리는 것과 같은 지령 함수부를 구비하는 방식이 이용된다. 이 방식에서는 주기 내의 위상을 나타냄과 아울러, 시간 경과에 따라서 증가 혹은 감소하는 위상 신호를 이용한다. 그리고, 지령 함수부가 위상 신호에 기초하는 수식이나 데이터 테이블 참조를 이용하여 주기적인 위치 지령을 생성한다. 이것에 의하여, 위상에 대하여 동일한 형상의 위치 지령을 반복 생성하고, 그 위치 지령에 모터 위치를 추종시킨다. 이와 같은 지령 함수부를 이용한 서보 제어 장치에 의하여 위치 지령을 추가적으로 보정하는 것으로 제어 정밀도를 높이는 기술로서, 특허문헌 2에 기재된 기술이 있다.
이 특허문헌 2에 기재된 기술은 동일 패턴의 동작을 주기적으로 실시하는 서보 제어 장치의 제어 정밀도의 향상을 목적으로 지령의 보정을 실시하는 것이다. 이 기술에서는 위상 신호(위상 지령값)를 입력으로 하고 지령 함수부(위치 패턴 발생기)를 이용하여 주기적인 위치 지령(위치 패턴)을 생성하고 있다. 그리고, 추종 제어부(위치 제어계)의 지연을 보정하기 위하여, 지령 함수부가 위상을 증가시킨 위치 지령을 사용하는 것과 아울러, 위치 지령의 시간에 관한 2계 미분값이나 3계 미분값에 계수를 곱하여 보정값을 산출하고 있다.
또, 특허문헌 2에 기재된 기술에서는 위치 지령의 2계 미분값이나 3계 미분값의 절대값의 크기에 따라 상술한 보정값을 가산할지 여부를 전환함으로써, 노이즈가 위치 지령에 중첩되는 것을 억제하는 기술이 기재되어 있다.
[특허문헌 1] 일본 특개 2003－76426호 공보
[특허문헌 2] 일본 특개 2011－67016호 공보
그렇지만, 상기 전자의 종래기술에서는 위치 지령의 2계 미분을 실시하면 신호가 노이즈 처럼로 되므로, 고정밀도의 제어가 곤란해지는 문제가 있었다. 또, 노이즈 문제에의 대책으로서 순수 미분 대신에 의사 미분을 이용하면, 위상 지연에 의하여 고정밀도의 제어가 곤란하게 된다는 문제가 있었다. 또한, 지령의 가속도가 변화하는 시점을 추출하여 소정의 패턴에 의하여 보정값을 구하는 것과 같은 방법으로서는, 특정의 지령 형상밖에 대응할 수 없다는 문제가 있었다.
또, 상기 후자의 종래 기술에서는 지령 함수부가 출력한 위치 지령의 시간에 관한 2계 미분이나 3계 미분을 이용하여 보정값을 연산하므로, 지령 노이즈가 커져, 고정밀도의 제어가 곤란해진다는 문제가 있었다. 또한, 위치 지령의 2계 미분값이나 3계 미분값의 크기에 따라서 위치 지령의 보정을 실시할지 여부를 전환함으로써 노이즈의 문제에 대응하고 있지만, 결국 보정을 실시하는 경우에 노이즈의 영향을 받으므로, 고정밀도의 제어가 곤란해진다는 문제가 있었다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 제어 대상이 저강성이라 하여도, 주기적인 동작을 고정밀도로 제어할 수 있는 서보 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 모터, 및 상기 모터로 구동하는 기계계로 구성되는 제어 대상에 대하여, 상기 모터의 모터 위치 혹은 모터 속도에 대응하는 모터 운동이 모터 운동 지령에 추종하도록 상기 모터를 제어하는 추종 제어부와, 상기 제어 대상에게 실시하게 하는 주기적 동작의 위상을 나타내는 위상 신호를 입력받아, 미리 설정한 제1 함수에 의하여 상기 위상 신호에 따른 기계 운동 지령을 산출하는 지령 함수부와, 상기 위상 신호를 입력받아, 상기 제1 함수를 상기 위상 신호로 2계 미분한 함수인 2차 도함수로서 미리 설정한 제2 함수를 이용하여, 상기 위상 신호에 따른 상기 제2 함수의 값을 2계 미분 기초 신호로서 산출하는 2차 도함수부와, 상기 위상 신호의 시간 미분값을 나타내는 위상 속도와 상기 2계 미분 기초 신호를 입력받아, 상기 위상 속도의 2승값과, 상기 2계 미분 기초 신호와, 제1 정수와의 곱을 이용하여, 상기 모터 운동 지령을 보정하는 제1 지령 보정값을 연산하는 보정값 연산부와, 상기 제1 지령 보정값과 상기 기계 운동 지령과의 가산값에 기초하여 상기 모터 운동 지령을 산출하는 보정 가산부를 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 제어 대상이 저강성이라 하여도 주기적인 동작을 고정밀도로 제어할 수 있는 효과를 달성한다.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 서보 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
도 2는 제어 대상의 구성례를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 실시형태 2에 관한 서보 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다.
이하에, 본 발명의 실시형태에 관한 서보 제어 장치를 도면에 기초하여 상세히 설명한다. 또한, 이러한 실시형태에 의하여 이 발명이 한정되는 것은 아니다.
실시형태 1.
도 1은 본 발명의 실시형태 1에 관한 서보 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 실시형태 1에 관한 서보 제어 장치(100A)는 모터(후술 하는 모터(11))와, 모터(11)로 구동하는 기계계로 구성되는 제어 대상(1)을 구동 제어하는 장치이다.
제어 대상(1)은 예를 들면, 산업용 로봇, 프레스 장치, 라인 자동화 장치 등의 산업용 기계이며, 모터(11)와, 모터(11)에 접속된 기계계를 구비하고 있다. 서보 제어 장치(100A)는 서보 모터 등의 액츄에이터를 이용하여 제어 대상(1)을 구동 제어한다. 서보 제어 장치(100A)는 모터 토크 τm을 제어 대상(1)의 모터에 생성시킴으로서, 제어 대상(1)에 소망하는 동작을 실시시킨다. 구체적으로는 서보 제어 장치(100A)는 검출기(도시하지 않음)에서 검출한 모터 위치 ym에 기초하여 모터 토크 τm을 순차로 변경함으로써, 제어 대상(1)이 소망하는 동작을 실시하도록 모터(11)의 동작 위치를 제어한다.
서보 제어 장치(100A)는 위상 발생부(3A)와, 지령 생성부(5A)와, 추종 제어부(2)를 포함하여 구성되어 있다. 위상 발생부(3A)는 제어 대상(1)에게 실시하게 하는 주기적 동작의 위상을 나타내는 위상 신호 θ와, 위상 신호 θ의 변화 속도를 나타내는 위상 속도 ω를 생성하여 지령 생성부(5A)로 출력한다. 지령 생성부(5A)는 후술하는 연산에 의하여 모터 위치 지령 yr을 산출하고, 산출한 모터 위치 지령 yr을 추종 제어부(2)로 출력한다.
추종 제어부(2)는 지령 생성부(5A)로부터 출력된 모터 위치 지령 yr과 제어 대상(1)에서 검출된 모터 위치 ym을 입력받아, 모터 위치 ym을 모터 위치 지령 yr에 추종시키도록 모터 토크 τm을 생성한다. 즉, 추종 제어부(2)는 모터 위치 ym으로 나타내어지는 모터 운동이 모터 위치 지령 yr, 즉 모터 운동 지령에 추종하도록 모터 토크 τm을 생성하여 제어한다.
또한, 본 실시형태에서는 위상 발생부(3A)가 서보 제어 장치(100A)의 내부에 있는 경우에 대하여 설명하였으나, 서보 제어 장치(100A)의 내부에 위상 발생부(3A)가 없어도 좋다. 서보 제어 장치(100A)는 예를 들면, 외부 장치의 동작에 동기시키도록, 예를 들면 회전 동작을 하는 외부 장치의 회전 위치 등의 신호를 외부로부터 입력받는 구성이어도 좋다.
위상 발생부(3A)는, 예를 들어 외부로부터 지정된 위상 속도 ω를 시간 경과에 따라서 적분함으로써 위상 신호 θ를 생성하고, 위상 속도 ω와 위상 신호 θ를 지령 생성부(5A)로 출력한다. 혹은 위상 발생부(3A)는 외부로부터 입력받은 시간적으로 증대 또는 감소하는 위상 신호 θ를 지령 생성부(5A)로 출력하는 것과 아울러, 위상 신호 θ의 시간 미분값에 상당하는 위상 속도 ω를 지령 생성부(5A)로 출력하여도 좋다. 이 경우, 위상 발생부(3A)는 위상 신호 θ에 포함되는 양자화 등에 기인한 노이즈 성분이 미분 연산에 기인하여 커지지 않도록, 노이즈 제거 효과가 충분히 큰 필터를 이용하여 위상 속도 ω를 연산한다. 이와 같이, 위상 발생부(3A)는 위상 신호 θ와 노이즈 성분을 포함하지 않도록 생성한 위상 속도 ω를 지령 생성부(5A)로 출력한다.
다음으로, 지령 생성부(5A)의 구성과 동작에 대하여 설명한다. 지령 생성부(5A)는 위상 발생부(3A)로부터 출력된 위상 신호 θ와 위상 속도 ω를 입력받아, 모터 위치 지령 yr을 산출하여 추종 제어부(2)로 출력한다. 지령 생성부(5A)는 지령 함수부(51)와, 2차 도함수부(52)와, 보정값 연산부(53)와, 보정값 가산부(54A)를 포함하여 구성되어 있다.
지령 생성부(5A)에서는 지령 함수부(51) 및 2차 도함수부(52)에 위상 발생부(3A)로부터 출력된 위상 신호 θ가 입력되고, 보정값 연산부(53)에 위상 발생부(3A)로부터 출력된 위상 속도 ω가 입력된다.
지령 함수부(51)는 위상 신호 θ에 기초하여 제어 대상(1)에 대한 기계 위치 지령 yr0를 산출한다. 이때, 지령 함수부(51)는 미리 설정해 둔 지령 함수 f(θ)를 이용하여 기계 위치 지령 yr0를 산출한다. 환언하면, 지령 함수부(51)는 미리 설정해 둔 지령 함수 f(θ)(제1 함수) 에 의하여 위상 신호 θ에 따른 기계 운동 지령을 산출한다. 지령 함수 f(θ)는 예를 들면 수식이나 데이터 테이블이다.
지령 함수 f(θ)가 데이터 테이블인 경우, 위상 신호 θ의 점(값)과 기계 위치 지령 yr0의 점(값)과의 대응 관계를 미리 데이터 테이블로 설정해 둔다. 데이터 테이블에는 상기 대응 관계를 소정의 수 설정해 둔다. 지령 함수부(51)는 입력된 임의의 값의 위상 신호 θ에 대하여 데이터 테이블 참조값을 보간함으로써 기계 위치 지령 yr0를 산출한다. 이때, 지령 함수부(51)는 직선 보간을 이용하면 용이하게 기계 위치 지령 yr0를 산출할 수 있다. 또한, 지령 함수부(51)는 복잡한 스플라인 보간 등을 이용하여도 좋다. 지령 함수부(51)는 산출한 기계 위치 지령 yr0를 보정값 가산부(54A)로 출력한다.
2차 도함수부(52)에는 지령 함수 f(θ)의 2차 도함수 f＇＇(θ)에 상당하는 함수(제2 함수)가 미리 설정되어 있다. 여기서 2차 도함수 f＇＇(θ)란, 지령 함수 f(θ)를 위상 신호 θ로 2계 미분한 것이다. 2차 도함수부(52)는 입력한 위상 신호 θ에 대응한 함수의 값을 2계 미분 기초 신호 xb로서 산출하여, 보정값 연산부(53)로 출력한다. 여기서 2차 도함수부(52)의 제2 함수는 지령 함수 f(θ)와 마찬가지로, 예를 들어 수식이나 데이터 테이블이다. 또 제2 함수는 경우에 따라서는 지령 함수 f(θ)의 2차 도함수 f＇＇(θ)를 근사적으로 나타낸 것이지만, 이하에서 엄밀하게 기술할 필요가 없는 경우는 제2 함수와 2차 도함수 f＇＇(θ)를 구별하지 않고 기술한다.
2차 도함수부(52)에 있어서의 제2 함수가 데이터 테이블인 경우, 위상 신호 θ의 점(값)과 2차 도함수 f＇＇(θ)에 상당하는 점(값)과의 대응 관계, 즉 위상 신호 θ의 점(값)과 2계 미분 기초 신호 xb의 점(값)과의 대응 관계를 미리 데이터 테이블로 설정해 둔다. 2차 도함수부(52)는 입력된 임의의 값의 위상 신호 θ에 대하여 데이터 테이블 참조값을 보간함으로써 2계 미분 기초 신호 xb를 산출한다. 2차 도함수부(52)는 산출한 2계 미분 기초 신호 xb를 보정값 연산부(53)로 출력한다.
보정값 연산부(53)는 2계 미분 기초 신호 xb와 위상 속도 ω를 입력받아, 위상 속도 ω의 2승과, 소정의 정수(제1 정수)와, 2계 미분 기초 신호 xb와의 곱을 이용하여, 기계 위치 지령 yr0를 보정하는 지령 보정값 yh를 산출한다. 보정값 연산부(53)는 산출한 지령 보정값 yh를 보정값 가산부(54A)로 출력한다. 여기서, 소정의 정수는 제어 대상(1)의 강성, 혹은 진동에 관계한 기계 정수에 따라 설정되는 것이며, 후술하는 제어 대상(1)의 반(反)공진 주파수의 2승의 역수가 되도록 설정된다.
보정값 연산부(53)는 2승 연산부(53a)와, 정수 승산부(53b)와, 2계 미분 승산부(53c)를 가지고 있다. 보정값 연산부(53)에서는 2승 연산부(53a)가 위상 속도 ω의 2승을 산출하여 정수 승산부(53b)로 출력한다. 그리고, 정수 승산부(53b)는 2승 연산부(53a)로부터의 출력에 대하여, 소정의 정수(예를 들면, 제어 대상(1)의 반공진 주파수ωz의 2승의 역수에 기초한 값)를 곱한다. 정수 승산부(53b)는 곱셈한 값을 2계 미분 승산부(53c)로 출력한다. 게다가 2계 미분 승산부(53c)는 정수 승산부(53b)로부터의 출력과 2계 미분 기초 신호 xb와의 곱셈을 실시하여 지령 보정값 yh를 산출한다. 그리고, 2계 미분 승산부(53c)는 지령 보정값 yh를 보정값 가산부(54A)로 출력한다.
여기서, 보정값 연산부(53) 내의 각 부에 있어서의 곱셈의 순서는 특별히 상술한 순서로 한정되는 것은 아니다. 보정값 연산부(53)는 지령 보정값 yh가 위상 속도 ω의 2승과, 반공진 주파수ωz를 2승 한 값의 역수와, 2계 미분 기초 신호 xb와의 곱이 되도록 계산하면 좋다.
보정값 가산부(54A)는 지령 함수부(51)가 출력한 기계 위치 지령 yr0에, 보정값 연산부(53)가 출력한 지령 보정값 yh를 가산한 결과(가산값)를 모터 위치 지령 yr로서 추종 제어부(2)로 출력한다. 이와 같이 지령 생성부(5A)는 상기의 동작에 의하여, 위상 신호 θ와 위상 속도 ω에 기초하여 모터 위치 지령 yr을 산출하여 추종 제어부(2)로 출력한다.
추종 제어부(2)는 지령 생성부(5A)가 출력한 모터 위치 지령 yr과 제어 대상(1)으로부터 검출한 모터 위치 ym을 입력받는다. 추종 제어부(2)는 모터 위치 ym이 모터 위치 지령 yr에 추종하여 일치하도록 제어 대상(1)에 있어서의 모터(11)의 전류를 제어하면서 모터 토크 τm을 생성한다. 추종 제어부(2)는 예를 들면 모터 위치 제어, 모터 속도 제어, 모터 전류 제어 등으로 구성된 캐스캐이드(cascade) 제어 등을 이용한다.
다음으로, 본 실시형태에 의하여 얻어지는 효과를 설명하기 위하여, 먼저, 본 실시형태에서 고려하는 제어 대상(1)의 특성에 대하여 설명한다. 도 2는 제어 대상의 구성례를 나타낸 모식도이다.
제어 대상(1)은 모터(11)와 기계 부하(13)가 샤프트 등의 탄성부(12)로 결합되어 있다. 그리고, 제어 대상(1)에서는 서보 제어 장치(100A)가 생성하는 모터 토크 τm 에 의하여 모터(11)가 구동되고, 탄성부(12)를 통하여 기계 부하(13)가 구동된다.
기계 부하(13)의 부하 관성이 JL이고, 동작하는 기계 부하(13)의 위치인 부하 위치가 yL이고, 탄성부(12)의 용수철 정수가 Kg이고, 탄성부(12)의 점성 정수가Cg이며, 모터(11)의 모터 관성이 JM이다.
모터 토크 τm 으로 제어 대상(1)을 구동한 경우의 부하 위치 yL과 모터 위치 ym과의 관계는 이하의 식(1)로 나타내어진다. 또한, 이하에 있어서, 기호 s는 라플라스 연산자이며, 등가적으로 시간 미분을 의미하는 연산자이다.
yL／ym=1／(s2／ωz 2＋2ζ·s／ωz＋1)···(1)
식(1)의ωz는 제어 대상(1)의 반공진 주파수이고, ζ는 감쇠 계수이며, 각각 이하의 식(2)와 식(3)으로 나타내어진다.
ωz=(Kg／JL)(1/2)···(2)
ζ=Cg／｛2(JL·Kg)(1/2)｝···(3)
여기서, 추종 제어부(2)의 작용에 의하여 제어된 결과로서의 모터 위치 지령 yr에서 모터 위치 ym까지의 전달 함수를 G(s)로 나타낸다. 즉, 이하의 식(4)가 성립할 때, 모터 위치 지령 yr에서 부하 위치 yL까지의 전달 함수는 이하의 식(5)가 된다.
ym／yr=G(s)···(4)
yL／yr=G(s)｛1／(s2／ωz 2＋2ζ·s／ωz＋1)｝···(5)
제어 대상(1)에 있어서의 기계계의 강성이 낮은 경우, 통상은 감쇠 계수 ζ가 1보다 상당히 작아지므로, 감쇠 계수 ζ는 충분히 작은 것으로서 무시하면, 식(5)는 이하의 식(6)으로 근사할 수 있다.
yL／yr=G(s)｛1／(s2／ωz 2＋1)｝···(6)
따라서, 추종 제어부(2)의 응답을 고속 고정밀도로 하여도(전달 함수 G(s)를 1에 접근시켜도), 식(6)은 2차 공진 특성을 포함한다. 이 때문에, 부하 위치 yL의 응답은 오차를 가지며, 또 모터 위치 지령 yr의 변화에 대하여 반공진 주파수ωz에서 진동적인 거동을 하는 것을 알 수 있다. 이와 같이 반공진 주파수ωz는 기계계의 진동 주파수에 대응한다.
다음으로, 지령 생성부(5A)의 상세한 특성에 대하여 설명한다. 지령 생성부(5A)는 상술한 동작을 함으로써, 위상 신호 θ의 입력에 대하여 이하의 식(7)에서 나타내어지는 지령 보정값 yh를 계산한다.
yh=f＇＇(θ)·ω2／ωz 2···(7)
여기서, 기계 위치 지령 yr0(즉 f(θ))의 시간 미분을 생각한다. 기계 위치 지령 yr0의 1계 미분값 및 2계 미분값은 이하의 식(8) 및 식(9)로 나타내어진다.
df(θ)／dt=｛df(θ)／dθ｝(dθ／dt)···(8)
d2f(θ)／dt2=｛d2f(θ)／dθ2｝(dθ／dt) 2＋｛df(θ)／dθ｝(d2θ／dt2)···(9)
여기서, 위상 신호 θ의 시간 미분인 위상 속도 ω가, 고려하는 기간에 있어서, 일정 혹은 변화가 충분히 작다고 하면, 식(9)는 이하의 식(10)이 된다.
d2f(θ)／dt2=｛d2f(θ)／dθ2｝(dθ／dt) 2···(10)
식(10)에 있어서, d2f(θ)／dθ2를 f＇＇(θ)로 고쳐 쓰고, dθ／dt를ω로 고쳐 쓰고, f(θ)를 yr0로 고쳐 쓰며, 시간 미분을 연산자 s로 고쳐 쓰면, 식(10)은 이하의 식(11)로 고쳐 쓸 수 있다. 그리고, 지령 보정값 yh를 나타내는 식(7)은 이하의 식(12)로 나타내어진다.
s2yr0=f＇＇(θ)ω2···(11)
yh=(s2／ωz 2) yr0···(12)
이와 같이, 실제로는 기계 위치 지령 yr0에 대한 시간 미분의 연산을 실시하지 않음에도 불구하고, 등가적으로는 기계 위치 지령 yr0의 시간에 관한 2계 미분값에 소정의 정수를 곱한 신호로서 지령 보정값 yh를 연산할 수 있다.
또, 모터 위치 지령 yr은 yr0와 yh와의 합이므로, 기계 위치 지령 yr0에서 모터 위치 지령 yr까지의 전달 함수는 이하의 식(13)이 된다. 그 결과, 기계 위치 지령 yr0에서 부하 위치 yL까지의 전달 함수는 식(6)과 식(13)을 합함으로써 이하의 식(14)가 된다.
yr／yr0=(s2／ωz 2＋1)···(13)
yL／yr0=G(s)···(14)
따라서, 추종 제어부(2)의 응답을 고속 고정밀도로 하고, 전달 함수 G(s)를 1에 접근시킴으로써, 제어 대상(1)의 강성이 낮아도 부하 위치 yL이 기계 위치 지령 yr0에 고속 고정밀도로 추종하도록 제어하는 것이 가능하게 된다.
지령 생성부(5A)의 특성은 제어 대상(1)의 기계 특성(예를 들면, 강성이나 진동 주파수에 관계한 기계 특성)인 반공진 주파수ωz를 이용하여 소정의 정수를 정수 승산부에 설정함으로써 얻어지는 것이다. 지령 생성부(5A)의 특성을, 예를 들어 제어 대상(1)의 기계 특성에 따라서 외부로부터 설정함으로써, 제어 대상(1)에의 고정밀도 제어를 실현할 수 있다.
또, 반공진 주파수ωz는 제어 대상(1)의 진동 주파수에 대응하고 있다. 이 때문에, 예를 들면 서보 제어 장치(100A) 내에서 자동적으로 진동 주파수를 측정하여 지령 생성부(5A)에 반공진 주파수ωz를 설정하도록 서보 제어 장치(100A)를 구성하여도 좋다.
상술한 고속 고정밀도 제어가 얻을 수 있는 효과는, 원리적으로는, 기계 위치 지령 yr0에서 모터 위치 지령 yr까지의 전달 함수를 식(13)과 같이 하면 얻을 수 있다. 이 성질은 특허문헌 1에 기재된 방법과 원리적으로 동일하다.
한편, 본 실시형태에 관한 서보 제어 장치(100A)의 특징 중 하나는, 위상 신호 θ에 대한 함수가 설정된 2차 도함수부(52)를 이용하여 2계 미분 기초 신호 xb를 산출하고, 위상 속도 ω의 2승과, 2계 미분 기초 신호 xb와, 소정의 정수와의 곱으로서 지령 보정값 yh를 연산하는 것이다. 이와 같이 서보 제어 장치(100A)에서는 식(12)에 나타내어지는 지령 보정값 yh를, 2계의 시간 미분을 직접적으로 실시하는 일없이 연산한다.
종래의 기술과 서보 제어 장치(100A)와의 비교로서, 가령, 식(12)에 나타낸 바와 같은 2계 시간 미분을 실제로 실시간으로 연산하는 경우를 생각한다. 실제의 서보 제어 장치(100A)에서의 연산에 있어서는 유효 자리수가 유한한 길이의 수치 연산을 이용한다. 그 경우, 위상 발생부(3A)에 있어서의 위상 신호 θ의 연산 시에, 이상(理想)값에 대하여 양자화 노이즈가 혼입한다. 또, 지령 함수부(51)에 있어서, 위상 신호 θ로부터 기계 위치 지령 yr0를 출력하는 과정(데이터 테이블 참조에 기초한 보간 연산을 실시하는 과정)의 각 사칙 연산에 있어서, 반올림 오차나 절단 오차에 기인한 양자화 노이즈가 혼입한다.
이와 같은 양자화 노이즈가 혼입한 기계 위치 지령 yr0에 대하여, 시간 미분을 2중으로 실시하는 것과 같은 2계 미분 연산을 실시하면, 양자화 노이즈의 성분이 매우 커져, 그대로 지령 보정값 yh의 연산에 이용할 수 없게 된다. 또, 양자화 노이즈를 억제하기 위하여 실시간 연산으로 필터를 작용시키면, 필터에 의한 지연이 발생하므로 고정밀도 제어의 실현이 곤란해진다.
이것에 대하여, 본 실시형태에서는 위상 신호 θ에 대한 함수 혹은 데이터 테이블이 설정된 2차 도함수부(52)의 참조값에 기초하여 지령 보정값 yh의 계산을 실시하므로, 수치의 양자화와 시간 미분에 기인한 노이즈 성분의 증대를 억제할 수 있다. 그 결과, 필터 등을 추가하는 일없이 고정밀도의 제어를 용이하게 실현할 수 있다.
이와 같이, 서보 제어 장치(100A)는 기계 위치 지령 yr0의 위상 신호 θ에 관한 2계 미분값에 상당하는 2계 미분 기초 신호 xb를 2차 도함수부(52)로 산출하고 있다. 그리고, 서보 제어 장치(100A)는 2계 미분 기초 신호 xb와, 위상 발생부(3A)에서 노이즈 성분을 포함하지 않도록 생성한 위상 속도 ω의 2승과, 소정의 정수를 곱하여 지령 보정값 yh를 산출하고 있다. 이것에 의하여, 위상 속도 ω의 변경(제어 대상(1)에게 실시하게 하는 주기적 동작의 주기 변경)에도 대응하고, 기계 위치 지령 yr0의 2계 시간 미분을 이용하는 것과 동등한 제어 특성을 실현할 수 있다. 또, 실제의 연산에서는 시간 미분을 실시하지 않기 때문에, 신호의 노이즈 성분이 억제된 모터 위치 지령 yr을 산출할 수 있다.
또한, 위상 발생부(3A)에 있어서의 위상 속도 ω의 연산에 있어서, 노이즈를 제거하기 위한 늦은 저역 통과 필터를 이용하였다 하더라도, 위상 속도 ω의 변화가 완만하면, 저역 통과 필터에 의한 지연이 지령 보정값 yh의 연산에 미치는 영향은 미미해진다. 이 때문에, 서보 제어 장치(100A)는 제어 정밀도를 악화시키는 일없이 노이즈의 악영향을 제거할 수 있다.
본 실시형태에서는 지령 함수부(51)의 지령 함수 f(θ) 및 2차 도함수부(52)의 2차 도함수 f＇＇(θ)를 미리 설정해 둔 데이터 테이블과 보간 연산에 의하여 산출하는 경우에 대하여 설명하였다. 이 데이터 테이블의 작성 방법은 특별히 한정되는 것은 아니다. 지령 함수 f(θ) 및 2차 도함수 f＇＇(θ)를 위상 신호 θ에 대한 수식으로서 연산할 수 있는 경우는, 매우 복잡한 연산이라 하더라도 테이블화해 둠으로써 실시간 동작에 있어서 계산 시간에서 기인하는 문제를 회피할 수 있다. 또한, 2차 도함수 f＇＇(θ)에 상당하는 데이터 테이블을 미리 작성해 둘 때에 고정밀도의 부동 소수점 연산 등을 이용하여 데이터 테이블을 연산해 두면, 노이즈 오차가 혼입하는 일없이 데이터 테이블을 작성할 수 있다. 따라서, 고주파수 노이즈의 문제가 발생하는 일없이 고정밀도의 제어를 실현할 수 있다.
또, 지령 함수부(51)에 설정해 두는 함수 f(θ)로서, 수식에 기초하지 않고 유한개의 위상 신호 θ의 점에 대한 수치 테이블을 설정하여도 좋다. 이 경우, 수식으로는 나타내는 것이 곤란한 임의의 패턴의 주기적 동작을 용이하게 설정할 수 있다. 이와 같은 경우에, 지령 함수부(51)의 지령 함수 f(θ)의 데이터 테이블에 기초한 단순한 방식으로서, 가령, 인접하는 위상 신호 θ의 점에 관한 차분 연산을 2중으로 실시함으로써 2차 도함수 f＇＇(θ)에 상당하는 데이터 테이블을 구하면, 위상 신호 θ의 영역에 있어서의 고주파수 성분을 지나치게 크게 하는 경우가 있다.
고주파수 성분을 지나치게 크게 하는 경우에는, 필터에 의한 평활화 조작이 필요해지지만, 실시간 연산이 아니라 사전에 오프 라인으로 평활화 조작을 하면 되기 때문에, 위상 오차를 발생시키는 일없이 고주파수 성분을 억제하는 것이 가능해진다.
구체적으로는 위상 신호 θ의 영역에서 작용시키는 필터 연산에 있어서 영위상 필터(zero-phase filter)라 불리는 수법을 이용한다. 즉, 위상 신호 θ에 관한 고주파수 성분을 억제하는 특성의 필터 연산을 위상 신호 θ의 정방향과 역방향으로 이중으로 적용한다. 이것에 의하여, 위상 오차를 발생시키지 않고 고주파수 성분을 억제하면서 2차 도함수부(52)에 있어서의 2차 도함수 f＇＇(θ)에 상당하는 함수를 작성할 수 있다. 그 결과, 2차 도함수부(52)에서 데이터 테이블 참조와 보간 연산을 실시하는 실시간 동작의 연산시에, 출력 신호의 고주파수 노이즈를 크게 하는 일없이, 제어 대상(1)의 진동이나 제어 오차에의 영향이 큰 반공진 주파수ωz 부근의 주파수 특성에 대하여는 고정밀도의 실시간 연산을 할 수 있다. 따라서, 고정밀도의 제어를 실현하는 것이 가능해진다.
또, 본 실시형태에서는 지령 함수부(51)의 함수 f(θ) 및 2차 도함수부(52)의 f＇＇(θ)에 상당하는 함수가 소정의 수의 위상 신호 θ의 점에 대한 데이터 테이블로서 설정되는 경우에 대하여 설명하였으나, 지령 함수 f(θ)나 2차 도함수 f＇＇(θ)로서 수식 연산을 설정해 두어도 좋다. 예를 들면, 실시간 연산이 가능한 함수로 지령 함수 f(θ)나 2차 도함수 f＇＇(θ)를 실현할 수 있는 경우는, 데이터 테이블을 설정할 필요는 없고 위상 신호 θ에 대한 수식 연산을 실시하여도 좋다.
이와 같이 본 실시형태에서는 서보 제어 장치(100A)가 위치 제어를 실시하는 경우에 대하여 설명하였다. 구체적으로는 위상 신호 θ를 입력으로 한 지령 함수부(51)가 기계 위치 지령 yr0를 산출하고, 위상 신호 θ와 위상 속도 ω를 입력으로 한 보정값 연산부(53)가 지령 보정값 yh를 산출하고, 보정값 가산부(54A)가 모터 위치 지령 yr을 산출하고 있다. 그리고, 추종 제어부(2)가 모터 위치 지령 yr에 모터 위치 ym이 추종하도록 제어 대상(1)을 제어하고 있다.
또한, 서보 제어 장치(100A)는 동일한 구성으로 속도의 차원에서 동작시키는 것도 가능하며, 그 경우에도 위치 제어와 완전히 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이 경우, 위상 신호 θ를 입력으로 한 지령 함수부(51)가 기계 운동 지령으로서 기계 속도 지령을 산출하고, 위상 신호 θ와 위상 속도 ω를 입력으로 한 보정값 연산부(53)가 속도의 지령 보정값을 산출하며, 보정값 가산부(54A)가 모터 운동 지령으로서 모터 속도 지령을 산출한다. 그리고, 추종 제어부(2)가 모터 속도 지령에 모터 운동인 모터 속도가 추종하도록 제어 대상(1)을 제어한다.
이와 같이 실시형태 1에 의하면, 주기적인 동작을 하게하는 제어 대상(1)의 저강성에 기인한 진동이나 제어 오차를 억제하고, 주기 변경에도 대응하면서, 지령의 신호 양자화에 기인한 노이즈 문제를 발생시키는 없이 고정밀도 제어를 실현할 수 있다. 따라서, 제어 대상(1)이 저강성이어도, 주기적인 동작을 고정밀도로 제어하는 것이 가능해진다.
실시형태 2.
다음으로, 도 3을 이용하여 이 발명의 실시형태 2에 대하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 실시형태 2에 관한 서보 제어 장치의 구성을 나타낸 블록도이다. 도 3의 각 구성 요소 가운데, 도 1에 나타낸 실시형태 1의 서보 제어 장치(100A)와 동일 기능을 달성하는 구성 요소에 대하여는 동일 번호를 부여하고 있으며 중복된 설명은 생략한다.
실시형태 2에 관한 서보 제어 장치(100B)는 서보 제어 장치(100A)보다도 복잡한 설정이나 연산을 실시함으로써, 서보 제어 장치(100A)보다 고정밀도의 제어를 실현한다. 본 실시형태의 서보 제어 장치(100B)는 1차 도함수부(62) 및 가속시 보정값 연산부(63)를 구비함으로써 위상 신호 θ의 변화 속도를 나타내는 위상 속도 ω가 일정하지 경우에도 제어 정밀도를 향상시킨다. 또 1차 도함수부(62) 및 감쇠 보정값 연산부(64)를 구비함으로써 제어 대상(1)의 진동 특성에 있어서의 감쇠가 큰 경우에도 제어 정밀도를 향상시킨다.
서보 제어 장치(100B)는 위상 발생부(3B)와, 지령 생성부(5B)와, 추종 제어부(2)를 포함하여 구성되어 있다. 위상 발생부(3B)는 실시형태 1에 있어서의 위상 발생부(3A)와 마찬가지로, 위상 신호 θ와 위상 속도 ω를 지령 생성부(5B)로 출력한다. 또한, 위상 발생부(3B)는 위상 속도 ω의 시간 미분에 상당하는 위상 가속도 α를 지령 생성부(5B)로 출력한다. 이 위상 가속도 α는 미리 시계열 패턴으로서 설정해 두는 등의 방법에 의하여, 노이즈적인 성분을 포함하지 않고 출력시키는 것이 가능하다.
지령 생성부(5B)는 위상 신호 θ, 위상 속도 ω, 위상 가속도 α를 입력받아 모터 위치 지령 yr을 산출하고, 산출한 모터 위치 지령 yr을 추종 제어부(2)로 출력한다. 지령 생성부(5B)는 지령 함수부(51)와, 2차 도함수부(52)와, 보정값 연산부(53)와, 보정값 가산부(54B)와, 1차 도함수부(62)와, 가속시 보정값 연산부(63)와, 감쇠 보정값 연산부(64)를 포함하여 구성되어 있다.
지령 생성부(5B)에서는, 지령 함수부(51), 2차 도함수부(52) 및 1차 도함수부(62)에 위상 발생부(3B)로부터 출력된 위상 신호 θ가 입력된다. 또, 보정값 연산부(53) 및 감쇠 보정값 연산부(64)로 위상 발생부(3B)로부터 출력된 위상 속도 ω가 입력된다. 게다가 가속시 보정값 연산부(63)에 위상 발생부(3B)로부터 출력된 위상 가속도 α가 입력된다.
1차 도함수부(62)에는, 지령 함수부(51)에 있어서의 지령 함수 f(θ)의 1차 도함수 f＇(θ)에 상당하는 제3 함수가 미리 설정되어 있다. 1차 도함수 f＇(θ)에 상당하는 제3 함수는 지령 함수 f(θ)를 위상 신호 θ로 1계 미분한 것에 상당하는 함수이다. 1차 도함수부(62)는 입력받은 위상 신호 θ에 대응한 제3 함수의 값을 1계 미분 기초 신호 xb1로서 가속시 보정값 연산부(63) 및 감쇠 보정값 연산부(64)로 출력한다. 이 1차 도함수 f＇(θ)에 상당하는 제3 함수는 지령 함수 f(θ)나 2차 도함수 f＇＇(θ)와 마찬가지로, 예를 들면 수식이나 데이터 테이블이다.
1차 도함수 f＇(θ)에 상당하는 제3 함수가 데이터 테이블인 경우, 위상 신호 θ의 점(값)과 1계 미분 기초 신호 xb1의 점(값)과의 사이의 대응 관계를 미리 데이터 테이블로 소정의 수 설정해 둔다. 1차 도함수부(62)는 입력된 임의의 값의 위상 신호 θ에 대하여 데이터 테이블 참조값을 보간함으로써, 1계 미분 기초 신호 xb1을 산출한다. 1차 도함수부(62)는 산출한 1계 미분 기초 신호 xb1을 가속시 보정값 연산부(63) 및 감쇠 보정값 연산부(64)로 출력한다.
가속시 보정값 연산부(63)는 1계 미분 기초 신호 xb1과 위상 가속도 α를 입력받아, 1계 미분 기초 신호 xb1과, 위상 가속도 α와, 소정의 정수(제2 정수)와의 곱을 가속시 보정값 yha로서 산출한다. 가속시 보정값 연산부(63)는 산출한 가속시 보정값 yha를 보정값 가산부(54B)로 출력한다.
가속시 보정값 연산부(63)에서 이용하는 소정의 정수는 실시형태 1에 있어서의 보정값 연산부(53)에서 이용하는 소정의 정수와 마찬가지로, 제어 대상(1)의 강성 혹은 진동에 관계한 기계 정수에 따라서 설정되는 것이다. 예를 들면, 가속시 보정값 연산부(63)에서 이용하는 소정의 정수는 제어 대상(1)의 반공진 주파수ωz의 2승의 역수가 되도록 설정된다. 따라서, 가속시 보정값 yha는 이하의 식(15)를 이용하여 연산된다.
yha=f＇(θ)·α／ωz···(15)
여기서, 기계 위치 지령 yr0(즉, f(θ))의 시간에 관한 2계 미분값은 실시형태 1에서 설명한 바와 같이, 식(9)로 나타내어진다. 실시형태 1에서 가정한 위상 속도 ω의 변화가 충분히 작다고 한 조건이 성립되지 않는 경우, 식(9)는 이하의 식(16)으로 고쳐 쓰여진다. 또한, 식(7)과 식(15)로부터, 지령 보정값 yh와 가속시 보정값 yha와의 합은 이하의 식(17)로 나타내어진다.
s2yr0=f＇＇(θ)ω2＋f＇(θ)α···(16)
yh＋yha=(s2／ωz 2) yr0···(17)
감쇠 보정값 연산부(64)는 상술한 1계 미분 기초 신호 xb1과 위상 속도 ω를 입력받아, 1계 미분 기초 신호 xb1과, 위상 속도 ω와, 소정의 정수(제3 정수)와의 곱을 감쇠 보정값 yhz로서 산출한다. 감쇠 보정값 연산부(64)는 산출한 감쇠 보정값 yhz를 보정값 가산부(54B)로 출력한다.
감쇠 보정값 연산부(64)에 있어서의 소정의 정수는 예를 들면, 제어 대상(1)의 감쇠 계수 ζ의 2배와 반공진 주파수ωz의 역수를 곱한 값에 기초한 값이다. 또한, 실시형태 1에 있어서의 식(8)로부터, 이하의 식(18)이 성립하므로, 연산하는 감쇠 보정값 yhz는 이하의 식(19)로 나타내어진다.
s·yr0=f＇(θ)ω···(18)
yhz=(2ζ·s／ωz) yr0···(19)
보정값 가산부(54B)는 지령 함수부(51)가 출력한 기계 위치 지령 yr0에, 보정값 연산부(53)가 출력한 지령 보정값 yh와, 가속시 보정값 연산부(63)가 출력한 가속시 보정값 yha와, 감쇠 보정값 yhz를 가산한 결과를 모터 위치 지령 yr로서 추종 제어부(2)로 출력한다. 식(17)과 식(19)에 기초하여, 기계 위치 지령 yr0에서 모터 위치 지령 yr까지의 전달 함수를 산출하면, 이하의 식(20)이 된다.
yr／yr0=(s2／ωz 2＋2ζs／ωz＋1)···(20)
따라서, 위상 속도 ω의 변화를 나타내는 위상 가속도 α를 무시할 수 없는 경우나, 제어 대상(1)의 감쇠 계수 ζ를 무시할 수 없는 경우라 하더라도, 식(6)과 식(20)을 합함으로써, 기계 위치 지령 yr0에서 부하 위치 yL까지의 전달 함수를 실시형태 1과 마찬가지로 식(14)로 나타내는 것이 가능하다.
그 결과, 추종 제어부(2)의 응답을 고속 고정밀도로 하고, 전달 함수 G(s)를 1에 접근시킴으로써 부하 위치 yL이 기계 위치 지령 yr0에 고속 고정밀도로 추종하도록 제어 대상(1)을 제어하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시형태에서는 기계 위치 지령 yr0에, 지령 보정값 yh, 가속시 보정값 yha 및 감쇠 보정값 yhz 모두를 가산함으로써 모터 위치 지령 yr을 산출하는 경우에 대하여 설명하였으나, 모터 위치 지령 yr의 산출 방법은 이 방법으로 한정되지 않는다. 지령 생성부(5B)는 기계 위치 지령 yr0와 지령 보정값 yh의 가산값에, 가속시 보정값 yha 및 감쇠 보정값 yhz 중 적어도 하나를 가산함으로써 모터 위치 지령 yr을 산출하면 좋다.
예를 들면, 모터 위치 지령 yr을 산출할 때에 가속시 보정값 yha를 가산하지 않는 경우에는 가속시 보정값 연산부(63)는 불필요해진다. 또, 모터 위치 지령 yr을 산출할 때에 감쇠 보정값 yhz를 가산하지 않는 경우에는 감쇠 보정값 연산부(64)는 불필요해진다.
이와 같이 실시형태 2에 의하면, 위상 속도 ω의 변화를 무시할 수 없는 경우나 제어 대상(1)의 진동 특성의 감쇠 계수 ζ를 무시할 수 없는 경우에 있어서도, 주기적인 동작을 하게 하는 제어 대상(1)의 저강성에 기인한 진동이나 제어 오차를 억제하고, 주기 변경에도 대응하면서, 지령의 신호 양자화에 기인한 노이즈의 문제를 발생시키는 일없이, 고정밀도의 제어를 실현할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 관한 서보 제어 장치는, 모터로 기계계를 구동하는 제어 대상의 제어에 적합하다.
1 제어 대상, 2 추종 제어부
3A, 3B위상 발생부, 5A, 5B지령 생성부
11 모터, 12 탄성부
13 기계 부하, 51 지령 함수부
52 2차 도함수부, 53 보정값 연산부
53a 2승 연산부, 53b 정수 승산부
53c 2계 미분 승산부, 54A, 54B 보정값 가산부
62 1차 도함수부, 63 가속시 보정값 연산부
64 감쇠 보정값 연산부, 100A, 100B 서보 제어 장치.

Claims (8)

  1. 모터, 및 상기 모터로 구동하는 기계계로 구성되는 제어 대상에 대하여, 상기 모터의 모터 위치 혹은 모터 속도에 대응하는 모터 운동이 모터 운동 지령에 추종하도록 상기 모터를 제어하는 추종 제어부와,
    상기 제어 대상에게 실시하게 하는 주기적 동작의 위상을 나타내는 위상 신호를 입력받아, 미리 설정한 제1 함수에 의하여 상기 위상 신호에 따른 기계 운동 지령을 산출하는 지령 함수부와,
    상기 위상 신호를 입력받아, 상기 제1 함수를 상기 위상 신호로 2계 미분한 함수인 2차 도함수로서 미리 설정한 제2 함수를 이용하여, 상기 위상 신호에 따른 상기 제2 함수의 값을 2계 미분 기초 신호로서 산출하는 2차 도함수부와,
    상기 위상 신호의 시간 미분값을 나타내는 위상 속도와 상기 2계 미분 기초 신호를 입력받아, 상기 위상 속도의 2승값과, 상기 2계 미분 기초 신호와, 제1 정수(定數)와의 곱을 이용하여, 상기 모터 운동 지령을 보정하는 제1 지령 보정값을 연산하는 보정값 연산부와,
    상기 제1 지령 보정값과 상기 기계 운동 지령과의 가산값에 기초하여 상기 모터 운동 지령을 산출하는 보정값 가산부
    를 구비하는 것을 특징으로 하는 서보 제어 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 정수를, 상기 제어 대상의 기계 특성에 따라 외부로부터 설정하도록 구성한 것을 특징으로 하는 서보 제어 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 정수는, 상기 제어 대상의 진동 주파수에 대응하는 반(反)공진 주파수를 2승한 값의 역수에 기초하는 값인 것을 특징으로 하는 서보 제어 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 함수는, 상기 위상 신호와 상기 2계 미분 기초 신호와의 대응 관계를 나타내는 제1 데이터 테이블이고,
    상기 2차 도함수부는, 상기 제1 데이터 테이블을 이용하여 상기 2계 미분 기초 신호로서 산출하는 것을 특징으로 하는 서보 제어 장치.
  5. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상 신호를 입력받아, 상기 제1 함수를 상기 위상 신호로 미분한 함수인 1차 도함수로서 미리 설정한 제3 함수를 이용하여, 상기 위상 신호에 따른 상기 제3 함수의 값을 1계 미분 기초 신호로서 산출하는 1차 도함수부와,
    상기 위상 속도의 시간 미분값을 나타내는 위상 가속도와 상기 1계 미분 기초 신호를 입력받아, 상기 1계 미분 기초 신호와, 상기 위상 가속도와, 제2 정수와의 곱을 이용하여, 상기 모터 운동 지령을 보정하는 제2 지령 보정값을 산출하는 가속시 보정값 연산부
    를 더 구비하고,
    상기 보정값 가산부는, 상기 제1 및 제2 지령 보정값과 상기 기계 운동 지령과의 가산값에 기초하여 상기 모터 운동 지령을 산출하는 것을 특징으로 하는 서보 제어 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2 정수는, 상기 제어 대상의 진동 주파수에 대응하는 반공진 주파수를 2승한 값의 역수에 기초한 값인 것을 특징으로 하는 서보 제어 장치.
  7. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위상 신호를 입력받아, 상기 제1 함수를 상기 위상 신호로 미분한 함수인 1차 도함수로서 미리 설정한 제3 함수를 이용하여, 상기 위상 신호에 따른 상기 제3 함수의 값을 1계 미분 기초 신호로서 산출하는 1차 도함수부와,
    상기 1계 미분 기초 신호와 상기 위상 속도를 입력받아, 상기 1계 미분 기초 신호와, 상기 위상 속도와, 제3 정수와의 곱을 이용하여, 상기 모터 운동 지령을 보정하는 제3 지령 보정값을 산출하는 감쇠 보정값 연산부
    를 더 구비하고,
    상기 보정값 가산부는, 상기 제1 및 제3 지령 보정값과 상기 기계 운동 지령과의 가산값에 기초하여 상기 모터 운동 지령을 산출하는 것을 특징으로 하는 서보 제어 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제3 정수는, 상기 제어 대상의 감쇠 계수와 상기 제어 대상의 진동 주파수에 대응하는 반공진 주파수의 역수와의 곱에 기초하는 값인 것을 특징으로 하는 서보 제어 장치.
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