KR102494187B1 - 위치 결정 제어 장치 및 위치 결정 방법 - Google Patents

Abstract

위치 결정 제어 장치(40)는, 위치 지령 파라미터에 근거하여 가속 구간 및 감속 구간의 가속도의 형상이 결정되는 위치 지령을 생성하는 위치 지령 생성부(41)와, 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값이 위치 지령에 추종하도록 모터(1)를 구동하는 구동 제어부(12)와, 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값에 근거하여 위치 결정 성능에 관한 평가값을 산출하는 평가부(43)와, 위치 지령 파라미터에 근거하여 결정되는 가속 구간과 감속 구간에 있어서의 가속도의 형상의 각각을 독립적으로 변경하면서, 복수회의 위치 결정 제어가 실행된 경우의 위치 지령 파라미터와 평가값의 관계를 학습하고, 위치 지령 파라미터와 평가값의 관계를 학습하여 학습 결과를 얻는 학습부(44)를 갖는다.

Description

위치 결정 제어 장치 및 위치 결정 방법

본 발명은, 제어 대상에 대해 위치 결정 제어를 행하는 위치 결정 제어 장치 및 위치 결정 방법에 관한 것이다.

전자 부품 실장기 또는 반도체 제조 장치와 같이, 서보 모터의 구동에 의해 제어 대상인 헤드를 반복하여 이동시키는 장치에서는, 생산 성능의 향상을 위해서 서보 모터에 대해 고속인 제어가 요구된다. 서보 모터가 고속으로 동작하면, 장치의 강성의 낮음에 기인하는 기계 진동이 생기는 경우가 있다. 이 경우, 서보 모터의 위치 지령의 지령 형상이 적절히 조정되고 있으면, 기계 진동의 영향을 받는 상황이라도 고속인 위치 결정 제어를 실현할 수 있다. 그 때문에, 위치 지령의 지령 형상을 적절히 조정하는 것이 요구된다.

서보 모터의 지령 형상을 조정하기 위한 종래의 기술로서, 하기의 특허문헌 1, 특허문헌 2 및 특허문헌 3의 각각에 기재되어 있는 기술이 제안되고 있다. 특허문헌 1은, 제어 대상의 모델을 이용한 시뮬레이션에 있어서, 유전적 알고리즘을 이용한 지령 형상의 탐색과 제어 대상의 모델의 응답의 평가를 반복함으로써, 시뮬레이션에 있어서의 최적인 지령 형상을 발견하는 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 1이 개시하고 있는 기술은, 시뮬레이션을 이용한 지령 형상의 조정 수단이다.

특허문헌 2는, 시뮬레이션에 있어서 최적인 지령 형상을 발견한 후에, 실기(實機)를 이용하여 지령 형상의 탐색을 행하는 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 2가 개시하고 있는 기술의 특징은, 실기를 이용한 지령 형상의 탐색에 있어서, 시뮬레이션에 있어서 발견된 최적인 지령 형상에 근거하여 탐색 범위를 결정하는 것이다. 특허문헌 1 및 특허문헌 2는 모두, 시뮬레이션을 활용하여 지령 형상의 조정을 행하는 기술을 개시하고 있다.

특허문헌 3은, 복수의 지령 형상을 미리 준비해 유지해 두고, 그들 복수의 지령 형상의 하나씩에 대해서 실기를 이용한 위치 결정 동작을 실행시켜 응답을 조사하여, 양호한 응답을 나타내는 지령 형상을 탐색하는 기술을 개시하고 있다.

일본 특허공개 2004-240609호 공보 일본 특허공개 2009-122779호 공보 일본 특허공개 2016-19304호 공보

전술한 바와 같이, 특허문헌 1 및 특허문헌 2는 모두, 시뮬레이션을 활용하여 지령 형상의 조정을 행하는 기술을 개시하고 있다. 특허문헌 1이 개시하고 있는 기술은, 실기의 응답을 시뮬레이션하여 지령 형상의 최적화를 행하는 기술이지만, 실기의 응답을 시뮬레이션하기 위해서는 실기의 수학 모델이 필요하다. 일반적으로, 수학 모델에는 모델화 오차가 포함되기 때문에, 수학 모델이 실기의 응답을 완전히 재현하는 것은 어렵다. 시뮬레이션에서 발견된 최적값은 실기의 최적값과 상이하므로, 시뮬레이션에 있어서 발견된 최적인 지령 형상을 실기에 적용하더라도, 실기는 기대되는 양호한 응답을 나타내지 않는다. 즉, 특허문헌 1이 개시하고 있는 기술에는, 실기에 있어서 위치 결정 제어를 고속화하는 양호한 지령 형상을 얻을 수 없다는 과제가 있다.

특허문헌 2가 개시하고 있는 기술은, 시뮬레이션을 행한 후에 실기를 이용한 지령 형상의 조정을 행한다. 당해 기술에서는, 시뮬레이션의 결과에 근거하여 조정 시의 탐색 범위가 결정되기 때문에, 예를 들면 모델화 오차의 영향에 의해 탐색 범위가 적절히 설정되지 않을 가능성이 있다. 즉, 특허문헌 2가 개시하고 있는 기술에서는, 양호한 지령 형상을 포함하는 범위가 탐색 범위로서 설정되지 않을 가능성이 있다.

특허문헌 3이 개시하고 있는 기술은, 미리 준비된 복수의 지령 형상의 하나씩에 대해서 실기를 이용한 위치 결정 동작을 실행시켜 응답을 조사하여, 최선인 지령 형상을 발견한다. 서보 모터를 동작시키는 지령 형상의 패턴은 무수히 존재하기 때문에, 미리 준비된 복수의 지령 형상의 전부에 대해서 실기를 이용한 위치 결정 동작을 시키는 것은, 위치 결정 동작의 횟수가 방대해진다. 위치 결정 동작의 횟수를 저감하기 위해서 지령 형상의 탐색 범위를 좁혀 설정하고자 해도, 탐색 범위를 적절히 설정하는 수단이 주어지지 않기 때문에, 탐색 범위 중에 양호한 응답을 나타내는 지령 형상이 존재하지 않을 가능성이 있다. 즉, 특허문헌 3이 개시하고 있는 기술에는, 양호한 지령 형상을 발견할 수 없다는 과제가 있다.

전술한 바와 같이, 종래의 기술에서는, 위치 결정 제어를 고속화하는 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행할 수 없다.

본 발명은, 상기를 감안하여 이루어진 것으로서, 위치 결정 제어를 고속화하기 위한 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행하는 위치 결정 제어 장치를 얻는 것을 목적으로 한다.

전술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해서, 본 발명은, 모터를 구동시켜 제어 대상을 목표 이동 거리만큼 이동시키는 위치 결정 제어 장치로서, 위치 지령 파라미터에 근거하여 가속 구간 및 감속 구간의 가속도의 형상이 결정되는 위치 지령을 생성하는 위치 지령 생성부와, 상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값이 상기 위치 지령에 추종하도록 상기 모터를 구동하는 구동 제어부를 갖는다. 본 발명은, 상기 제어 대상에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값에 근거하여 위치 결정 성능에 관한 평가값을 산출하는 평가부를 더 갖는다. 본 발명은, 상기 위치 지령 파라미터에 근거하여 결정되는 가속 구간과 감속 구간에 있어서의 가속도의 형상의 각각을 독립적으로 변경하면서, 복수회의 위치 결정 제어가 실행된 경우의 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 학습하고, 상기 위치 지령 파라미터의 상한값 및 하한값을 규정하는 파라미터 범위에 있어서의 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 나타내는 관계식을 학습 결과로서 얻는 학습부를 더 갖는다.

본 발명에 의하면, 위치 결정 제어를 고속화하기 위한 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행할 수 있다는 효과가 얻어진다.

도 1은 실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 실시형태 1에서 이용되는 위치 지령과, 위치 지령의 1계(階) 미분인 속도 지령과, 위치 지령의 2계 미분인 가속도 지령과, 가속도 지령의 1계 미분인 저크(jerk)(가가속도(加加速度))의 각각의 형상의 예를 나타내는 도면이다.
도 3은 실시형태 1에 있어서 제 1 세트째부터 제 3 세트째까지의 위치 지령 파라미터에 근거하여 생성된 각 지령 형상을 이용하여 위치 결정 제어가 행해진 경우의 목표 이동 거리와 위치 검출값의 편차의 시간 응답을 나타내는 도면이다.
도 4는 실시형태 1에서 이용되는 뉴럴 네트워크를 나타내는 도면이다.
도 5는 실시형태 1에 있어서의 목표 이동 거리와 우량 파라미터의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시형태 2에 따른 위치 결정 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 7은 실시형태 2에 있어서의 목표 정지 위치와 우량 파라미터의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시형태 3에 따른 위치 결정 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 실시형태 3에 있어서의 편차의 시간 응답을 나타내는 도면이다.
도 10은 실시형태 3에 있어서 제 4 세트째의 위치 지령 파라미터와 제 5 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 편차의 시간 응답을 나타내는 도면이다.
도 11은 실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치가 갖는 위치 지령 생성부, 구동 제어부, 평가부, 학습부, 학습 결과 유지부 및 파라미터 범위 설정부의 일부 또는 전부의 기능이 프로세서에 의해 실현되는 경우의 프로세서를 나타내는 도면이다.
도 12는 실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치가 갖는 위치 지령 생성부, 구동 제어부, 평가부, 학습부, 학습 결과 유지부 및 파라미터 범위 설정부의 일부 또는 전부가 처리 회로에 의해 실현되는 경우의 처리 회로를 나타내는 도면이다.
도 13은 실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 14는 실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치가 위치 지령 파라미터를 조정할 때의 동작의 순서를 나타내는 플로 차트이다.
도 15는 실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치에 의해 얻어지는 효과를 설명하기 위한 제 1 도면이다.
도 16은 실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치에 의해 얻어지는 효과를 설명하기 위한 제 2 도면이다.
도 17은 실시형태 5에 따른 위치 결정 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 18은 실시형태 6에 따른 위치 결정 제어 장치의 구성을 나타내는 도면이다.

이하에, 본 발명의 실시형태에 따른 위치 결정 제어 장치 및 위치 결정 방법을 도면에 근거하여 상세하게 설명한다. 한편, 이 실시형태에 의해 이 발명이 한정되는 것은 아니다.

실시형태 1.

도 1은, 실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)의 구성을 나타내는 도면이다. 위치 결정 제어 장치(10)는, 모터(1)를 구동시켜 제어 대상(3)을 목표 이동 거리만큼 이동시키는 장치로서, 모터(1)와 위치 검출기(4)에 접속된다. 모터(1)는, 볼 나사(2)를 통하여 제어 대상(3)에 토크 및 추진력을 주어, 제어 대상(3)을 이동시킨다. 모터(1)는, 제어 대상(3)을 구동할 수 있는 것이면 된다. 모터(1)의 예는, 회전형 서보 모터, 리니어 모터 또는 스텝 모터이다.

제어 대상(3)은, 모터(1)에 의해 원하는 목표 이동 거리만큼 이동된다. 제어 대상(3)은, 위치 결정 제어가 필요하게 되는 기계 또는 부품이다. 제어 대상(3)의 예는, 전자 부품 실장기, 또는, 반도체 제조 장치의 헤드 부분이다.

위치 검출기(4)는, 모터(1)의 회전 위치 또는 제어 대상(3)의 위치를 검출하고, 위치 검출값을 나타내는 정보를 위치 결정 제어 장치(10)에 출력한다. 위치 검출값은, 위치 검출기(4)에 의한 검출의 결과이다. 위치 검출기(4)의 예는, 엔코더 또는 리니어 스케일이다.

위치 결정 제어 장치(10)에는, 위치 결정 제어 장치(10)의 외부로부터 운전 조건(17)이 주어진다. 운전 조건(17)은, 모터(1)를 구동시키기 위한 목표 이동 거리를 포함하는 정보이다. 목표 이동 거리는, 제어 대상(3)이 이동될 때의 원하는 거리이다. 위치 결정 제어 장치(10)는, 운전 조건(17)을 만족시키도록 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어를 실행한다.

위치 결정 제어 장치(10)는, 모터(1)를 구동시켜 제어 대상(3)을 목표 이동 거리만큼 이동시키기 위한 위치 지령을, 당해 위치 지령의 형상을 정하는 위치 지령 파라미터에 근거하여 생성하는 위치 지령 생성부(11)를 갖는다. 위치 지령 생성부(11)는, 위치 지령 파라미터에 근거하여 가속 구간 및 감속 구간의 가속도 형상이 결정되는 위치 지령을 생성한다. 위치 결정 제어 장치(10)는, 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값이 위치 지령 생성부(11)에 의해 생성된 위치 지령에 추종하도록 모터(1)를 구동하는 구동 제어부(12)를 더 갖는다.

위치 결정 제어 장치(10)는, 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값에 근거하여 구동 제어부(12)에 의한 위치 결정 제어의 좋고 나쁨을 평가하기 위한 평가값을 산출하는 평가부(13)를 더 갖는다. 평가부(13)는, 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값에 근거하여 위치 결정 성능에 관한 평가값을 산출한다.

위치 결정 제어 장치(10)는, 위치 지령 파라미터의 상한값 및 하한값을 규정하는 파라미터 범위 내에 있어서 위치 지령 파라미터가 변경되어 복수회의 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어가 실행된 경우의 위치 지령 파라미터와 평가부(13)에 의해 산출된 평가값의 관계를 학습하여 학습 결과를 얻는 학습부(14)를 더 갖는다. 학습부(14)는, 위치 지령 파라미터에 근거하여 결정되는 가속 구간과 감속 구간에 있어서의 가속도의 형상의 각각을 독립적으로 변경하면서, 복수회의 위치 결정 제어가 실행된 경우의 위치 지령 파라미터와 평가값의 관계를 학습하여 학습 결과를 얻는다. 더 말하면, 학습부(14)는, 학습 결과에 근거하여 위치 지령 파라미터를 결정한다.

위치 결정 제어 장치(10)는, 목표 이동 거리를 나타내는 정보를 포함하는 운전 조건(17)과 학습부(14)에 의해 얻어진 학습 결과를 대응지어 유지하는 학습 결과 유지부(15)를 더 갖는다. 학습 결과 유지부(15)의 일부는, 기억부이다. 기억부의 예는, 반도체 메모리이다. 위치 결정 제어 장치(10)는, 학습 결과 유지부(15)에 의해 유지된 운전 조건(17)과 학습 결과에 근거하여 파라미터 범위를 변경하는 파라미터 범위 설정부(16)를 더 갖는다. 이하에, 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)에 대해 더 설명한다.

위치 지령 생성부(11)는, 위치 지령 파라미터와 운전 조건(17)에 근거하여, 모터(1)의 위치 지령을 생성하고 출력한다. 위치 지령 파라미터는, 위치 지령의 지령 형상을 규정하는 파라미터이다. 도 2는, 실시형태 1에서 이용되는 위치 지령과, 위치 지령의 1계 미분인 속도 지령과, 위치 지령의 2계 미분인 가속도 지령과, 가속도 지령의 1계 미분인 저크(가가속도)의 각각의 형상의 예를 나타내는 도면이다. 도 2는, 목표 이동 거리를 나타내는 정보를 포함하는 운전 조건(17)이 위치 결정 제어 장치(10)에 주어진 경우의 각 지령 및 저크의 형상의 예를 나타내고 있다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 실시형태 1에 있어서의 가속도 지령은, 제 1 구간부터 제 3 구간까지에 있어서 가속 방향의 사다리꼴 형상을 나타내는 지령이고, 제 4 구간에서는 0이고, 제 5 구간부터 제 7 구간까지에 있어서 감속 방향의 사다리꼴 형상을 나타내는 지령이다. 제 1 구간이 가속 개시의 구간을 나타내고, 제 3 구간이 가속 종료의 구간을 나타내고, 제 5 구간이 감속 개시의 구간을 나타내고, 제 7 구간이 감속 종료의 구간을 나타낸다. 제 m 구간의 시간 길이를, 제 m 시간 길이 Tm으로 한다. m은, 1부터 7까지의 정수이다. 즉, 제 1 구간의 시간 길이는 제 1 시간 길이 T1이다.

도 2의 가속도 지령에 있어서, 제 1 구간부터 제 3 구간까지의 가속 구간의 사다리꼴 형상과, 제 5 구간부터 제 7 구간까지의 감속 구간의 사다리꼴 형상은 합동이 아니어도 된다. 가속 구간의 제 1 시간 길이 T1과 제 3 시간 길이 T3을 0으로 하고, 가속도 지령의 형상을 직사각형 형상으로 해도 된다. 실시형태 1에서는, 제 1 시간 길이 T1부터 제 7 시간 길이 T7까지의 7개의 파라미터가 위치 지령 파라미터이다. 지령 형상은, 위치 지령 파라미터와 목표 이동 거리에 근거하여 규정된다. 지령 형상의 계산 방법은 후술한다.

구동 제어부(12)는, 모터(1)의 회전 위치가 위치 지령에 추종하도록 모터(1)에 전류를 공급한다. 예를 들면, 구동 제어부(12)는, 위치 검출기(4)로부터 모터(1)의 회전 위치를 나타내는 정보를 취득하고, 모터(1)의 회전 위치와 위치 지령의 편차가 작아지도록 PID(Proportional-Integral-Differential) 제어에 근거하여 모터(1)에 공급되는 전류의 값을 계산하고, 계산에 의해 얻어진 값의 전류를 모터(1)에 공급한다. 한편, 구동 제어부(12)는, 모터(1)의 회전 위치를 위치 지령에 추종시키는 것이면, 어떠한 것이어도 된다. 예를 들면, 구동 제어부(12)는, 피드백 제어에 피드포워드 제어를 더한 2자유도 제어를 행해도 된다.

구동 제어부(12)는, 모터(1)의 회전 위치가 위치 지령에 추종하도록 모터(1)를 구동하는 것은 아니고, 제어 대상(3)의 위치를 피드백 제어를 위한 신호로서 검출하고, 제어 대상(3)의 위치가 위치 지령에 추종하도록 모터(1)를 구동하는 것이어도 된다.

평가부(13)는, 위치 검출기(4)에 의한 검출의 결과인 위치 검출값을 나타내는 정보를 위치 검출기(4)로부터 수취하고, 구동 제어부(12)에 의한 위치 결정 제어의 좋고 나쁨을 평가하기 위한 평가값 Q를 후술하는 방법으로 계산하여 출력한다. 구동 제어부(12)는 위치 지령에 근거하여 동작하고, 위치 지령은 위치 지령 파라미터에 근거하여 계산된다. 따라서, 평가부(13)에 의해 산출되는 평가값 Q는, 위치 지령 파라미터의 값에 의존한다. 즉, 평가값 Q는 위치 지령 파라미터를 평가하기 위한 지표라고 말할 수 있다.

다음에, 평가값 Q의 구체적인 계산 방법을 설명한다. 위치 결정 제어의 개시부터 목표 이동 거리와 위치 검출값의 편차의 크기가 미리 결정된 허용값 IMP보다 작아지는 위치 결정 완료까지의 시간을, 위치 결정 시간 Tst로 한다. 위치 결정 시간 Tst가 작은 경우, 평가값 Q가 큰 값을 나타내도록 하기의 식(1)이 설정된다.

[수학식 1]

식(1)에 의하면, 위치 결정 시간 Tst가 작을수록 평가값 Q는 큰 값이 된다. 즉, 실시형태 1에서는, 평가값 Q가 큰 값일수록, 위치 지령 파라미터는 우량하다고 말할 수 있다. 단, 평가값 Q는, 위치 결정 제어를 평가할 수 있는 것이면, 식(1)에 의해 특정되는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 위치 결정 시간 Tst 그 자체를 평가값 Q로서, 평가값 Q가 작은 값일수록 위치 지령 파라미터는 우량하다고 정해져도 된다.

학습부(14)는, 평가값 Q와 파라미터 범위를 입력으로 하고, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 학습하고, 학습 결과를 출력한다. 구체적으로는, 학습부(14)에 있어서, 위치 지령 파라미터를 입력으로 하고 평가값 Q를 출력으로 하는 뉴럴 네트워크가 구성되고, 학습부(14)는, 뉴럴 네트워크의 가중 계수를 갱신하여 학습을 행한다. 가중 계수를 갱신하여 학습이 행해진 경우, 뉴럴 네트워크는 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q의 양호한 추정값을 출력한다. 학습부(14)는, 뉴럴 네트워크 이용하여, 위치 지령 파라미터를 입력으로 하고 평가값 Q를 출력으로 하는 함수를 얻음으로써, 학습 결과로서 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식을 얻는다. 학습부(14)는, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 학습할 수 있으면, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를, 뉴럴 네트워크를 이용하는 방법에 의해 학습하지 않아도 되다.

학습부(14)는, 다음의 위치 결정 제어를 실행하기 위한 위치 지령 파라미터를, 규정되는 파라미터 범위 중에서 선정하여 출력한다. 학습부(14)는, 다음의 위치 지령 파라미터를 선정하는 데 있어서, 학습 결과에 근거하여 우량한 평가값을 나타내는 위치 지령 파라미터를 선정해도 되고, 각 위치 지령 파라미터를 등간격으로 새긴 그리드(grid) 점 중에서 차례로 위치 지령 파라미터를 선정해도 된다. 학습부(14)는, 위치 지령 파라미터에 근거하여 평가값 Q를 계산하는 함수를 갱신하는 기능을 갖는다.

학습 결과 유지부(15)는, 학습부(14)의 학습 결과를 입력으로 하고, 학습 결과와 목표 이동 거리를 대응지어 유지한다. 학습 결과 유지부(15)는, 학습 결과인 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식에 근거하여, 수치 계산에 의해, 평가값 Q가 최대가 되는 위치 지령 파라미터를 구한다. 예를 들면, 학습 결과 유지부(15)는, 그리드 탐색, 랜덤 탐색 또는 뉴턴법과 같은 최적화 알고리즘을 이용하여 평가값 Q를 최대로 하는 위치 지령 파라미터를 구한다.

학습 결과 유지부(15)는, 평가값 Q를 최대로 하는 위치 지령 파라미터를 우량 파라미터(제 1 우량 파라미터)로서 구하고, 우량 파라미터와 목표 이동 거리를 대응지어 출력한다. 단, 학습 결과 유지부(15)는, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식을 만족시키는 위치 지령 파라미터 중에서 평가값 Q의 참된 최대값의 위치 지령 파라미터를 구할 필요는 없다. 학습 결과 유지부(15)는, 미리 결정된 기준을 만족시키는 양호한 위치 결정 제어를 나타내는 위치 지령 파라미터를 우량 파라미터로 하면 된다. 학습 결과 유지부(15)는, 하나 이상의 위치 지령 파라미터를 우량 파라미터로서 유지하는 기능을 갖는다.

파라미터 범위 설정부(16)는, 우량 파라미터와 운전 조건(17)에 포함되는 정보가 나타내는 목표 이동 거리에 근거하여, 위치 지령 파라미터의 상한값과 하한값을 정하는 파라미터 범위를 결정한다. 파라미터 범위 설정부(16)는, 학습부(14)에 의해 얻어진 학습 결과에 근거하여, 위치 지령 파라미터의 상한값 및 하한값을 규정하는 파라미터 범위를 설정한다. 파라미터 범위 설정부(16)는, 학습 결과 유지부(15)에 의해 유지된 우량 파라미터보다 작은 값을 파라미터 범위의 하한으로 함과 더불어, 우량 파라미터보다 큰 값을 파라미터 범위의 상한으로 하여, 파라미터 범위를 설정한다.

파라미터 범위 설정부(16)는, 운전 조건(17)에 포함되는 정보가 나타내는 목표 이동 거리가 변경된 경우, 과거에 학습이 실행되었을 때의 목표 이동 거리에 근거하여 보간 계산을 행하고, 변경 후의 목표 이동 거리에 대응하는 보간점의 우량 파라미터를 추정한다. 게다가, 파라미터 범위 설정부(16)는, 추정된 보간점의 우량 파라미터보다 작은 값을 파라미터 범위의 하한으로 함과 더불어, 추정된 보간점의 우량 파라미터보다 큰 값을 파라미터 범위의 상한으로 하여, 파라미터 범위를 설정한다.

예를 들면, 파라미터 범위 설정부(16)는, 목표 이동 거리와 우량 파라미터의 관계를 나타내는 1차 함수식을 작성해 두고, 목표 이동 거리가 변경되면, 작성된 1차 함수식에 근거하여 변경 후의 목표 이동 거리에 대한 우량 파라미터의 추정값을 구한다. 파라미터 범위 설정부(16)는, 우량 파라미터의 추정값보다 큰 값을 상한값으로서 설정하고, 우량 파라미터의 추정값보다 작은 값을 하한값으로서 설정한다. 위치 지령 파라미터가 복수 존재하는 경우, 파라미터 범위 설정부(16)는, 복수의 위치 지령 파라미터의 각각에 대해, 상한값 및 하한값을 설정한다.

파라미터 범위 설정부(16)는, 새로운 목표 이동 거리에 대응하는 우량 파라미터의 추정값을 얻을 수 있으면, 우량 파라미터와 목표 이동 거리의 관계를 나타내는 1차 함수식 이외의 규칙에 근거하여 우량 파라미터의 추정값을 계산해도 된다.

실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)의 기능을 더 설명한다. 학습부(14)는, 파라미터 범위로 정해지는 범위 내에서 1세트의 위치 지령 파라미터를 결정하고, 결정된 위치 지령 파라미터를 위치 지령 생성부(11)에 출력한다. 위치 지령 생성부(11)는, 입력된 위치 지령 파라미터에 근거하여 위치 지령을 계산한다.

위치 지령의 계산 방법을 설명한다. 제 2 구간의 가속도의 크기를 Aa로 정하고, 제 6 구간의 가속도의 크기를 Ad로 정한다. 제 2 구간의 가속도의 크기 Aa와 제 6 구간의 가속도의 크기 Ad는, 위치 지령 파라미터의 종속 변수가 되기 때문에, 이들에는 설정 자유도는 없다. 위치 지령 생성부(11)는, 「0≤t<T1」의 범위의 시간 t에 있어서의 제 1 구간의 가속도 지령 A1, 속도 지령 V1 및 위치 지령 P1의 각각을, 하기의 식(2), 식(3) 또는 식(4)를 이용하여 계산한다.

[수학식 2]

[수학식 3]

[수학식 4]

위치 지령 생성부(11)는, 「T1≤t<T1+T2」의 범위의 시간 t에 있어서의 제 2 구간의 가속도 지령 A2, 속도 지령 V2 및 위치 지령 P2의 각각을, 하기의 식(5), 식(6) 또는 식(7)을 이용하여 계산한다.

[수학식 5]

[수학식 6]

[수학식 7]

위치 지령 생성부(11)는, 「T1+T2≤t<T1+T2+T3」의 범위의 시간 t에 있어서의 제 3 구간의 가속도 지령 A3, 속도 지령 V3 및 위치 지령 P3의 각각을, 하기의 식(8), 식(9) 또는 식(10)을 이용하여 계산한다.

[수학식 8]

[수학식 9]

[수학식 10]

위치 지령 생성부(11)는, 「T1+T2+T3≤t<T1+T2+T3+T4」의 범위의 시간 t에 있어서의 제 4 구간의 가속도 지령 A4, 속도 지령 V4 및 위치 지령 P4의 각각을, 하기의 식(11), 식(12) 또는 식(13)을 이용하여 계산한다.

[수학식 11]

[수학식 12]

[수학식 13]

위치 지령 생성부(11)는, 「T1+T2+T3+T4≤t<T1+T2+T3+T4+T5」의 범위의 시간 t에 있어서의 제 5 구간의 가속도 지령 A5, 속도 지령 V5 및 위치 지령 P5의 각각을, 하기의 식(14), 식(15) 또는 식(16)을 이용하여 계산한다.

[수학식 14]

[수학식 15]

[수학식 16]

위치 지령 생성부(11)는, 「T1+T2+T3+T4+T5≤t<T1+T2+T3+T4+T5+T6」의 범위의 시간 t에 있어서의 제 6 구간의 가속도 지령 A6, 속도 지령 V6 및 위치 지령 P6의 각각을, 하기의 식(17), 식(18) 또는 식(19)를 이용하여 계산한다.

[수학식 17]

[수학식 18]

[수학식 19]

위치 지령 생성부(11)는, 「T1+T2+T3+T4+T5+T6≤t≤T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7」의 범위의 시간 t에 있어서의 제 7 구간의 가속도 지령 A7, 속도 지령 V7 및 위치 지령 P7의 각각을, 하기의 식(20), 식(21) 또는 식(22)를 이용하여 계산한다.

[수학식 20]

[수학식 21]

[수학식 22]

종단 시간 t=T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7에 있어서는, 속도 지령은 0에 일치할 필요가 있고, 위치 지령은 목표 이동 거리 D에 일치할 필요가 있다. 그 때문에, 종단 시간에 있어서 하기의 식(23) 및 식(24)가 성립한다.

[수학식 23]

[수학식 24]

상기의 식(5) 및 식(17)로부터, 제 2 구간의 가속도의 크기 Aa 및 제 6 구간의 가속도의 크기 Ad가 결정된다. 전술한 바와 같이, 지령 형상은 지령 파라미터와 목표 이동 거리 D에 근거하여 계산된다.

전술한 바와 같이, 또 도 2에 나타내는 바와 같이, 제 1 구간, 제 3 구간, 제 5 구간 및 제 7 구간에서는, 가속도는 시간의 일차 함수이다. 그 때문에, 이들의 구간에서는, 도 2에 나타내는 바와 같이, 가속도의 1계 미분인 저크는 비영의 일정값(nonzero constant)이다. 즉, 제 1 시간 길이 T1, 제 3 시간 길이 T3, 제 5 시간 길이 T5 및 제 7 시간 길이 T7은, 저크가 비영의 일정값이 되는 시간을 정한 것이라고 말할 수 있다. 비영의 일정값은, 0보다 큰 일정값 또는 0보다 작은 일정값이다.

이들의 구간에서는, 시간 길이 대신에 저크의 크기를 지정하는 파라미터가 선택되어도 된다. 예를 들면, 제 1 구간에 있어서의 저크의 크기를 J1로서 정하면, 저크 J1은, 하기의 식(25)에 나타내는 바와 같이, 제 1 시간 길이 T1을 이용하여 산출할 수 있다.

[수학식 25]

즉, 저크가 비영의 일정값이 되는 구간의 시간을 파라미터로서 정하는 것과, 저크가 비영의 일정값이 되는 구간의 저크의 크기를 파라미터로서 정하는 것은, 등가이다. 이와 같이, 지령 형상을 규정하는 파라미터의 선택의 방법에는 임의성이 있고, 지령 형상을 규정하는 파라미터의 선택은 전술의 방법에 한정되지 않는다.

전술한 바와 같이, 실시형태 1의 위치 지령 생성부(11)가 실행하는 지령 생성 방법에서는, 지령 형상을 규정하기 위해서 7개의 위치 지령 파라미터를 사용한다. 종래의 기술에서 많이 이용되는 가속도 및 속도의 2개의 파라미터에 의해 지령 형상을 규정하는 방법과 비교하면, 실시형태 1에 있어서의 조정의 자유도는 종래의 그것보다 높다. 그 때문에, 적절히 위치 지령 파라미터를 조정할 수 있으면, 위치 결정 제어 장치(10)는, 제어 대상(3)이 탑재되어 있는 장치의 기계 진동의 영향을 받는 상황이더라도, 양호한 응답을 나타내는 위치 결정 제어를 실현할 수 있다.

한편, 제어 대상(3)이 탑재되어 있는 장치의 조작자가 당해 장치를 동작시키면서, 시행 착오에 의해 상기의 7개의 파라미터를 사람 손으로 조정하는 경우, 비교적 큰 노력 및 비교적 긴 시간이 필요하다. 이하에서는, 위치 결정 제어 장치(10)가 평가부(13), 학습부(14) 및 학습 결과 유지부(15)를 갖는 것에 의해, 위치 결정 제어 장치(10)가 조작자의 시행 착오를 필요로 하지 않고, 위치 지령 파라미터를 적절히 조정할 수 있는 것을 설명한다.

평가부(13) 및 학습부(14)의 동작에 의하면, 학습부(14)에 의한 위치 지령 파라미터의 변경과, 변경된 위치 지령 파라미터가 이용된 위치 결정 제어와, 평가부(13)에 의한 평가값 Q의 계산이 반복하여 실행된다. 이 반복하여 실행되는 평가부(13) 및 학습부(14)의 동작을 설명한다.

학습부(14)는, 위치 지령 파라미터의 상한값 및 하한값을 규정하는 파라미터 범위 내에 있어서 위치 지령 파라미터를 선정한다. 평가부(13) 및 학습부(14)의 동작이 3회 실행되고, 제 3 세트째까지의 위치 지령 파라미터가 평가되는 과정을 설명한다. 제 1 세트째의 위치 지령 파라미터를 위치 지령 파라미터 Pr1로 표기하고, 제 2 세트째의 위치 지령 파라미터를 위치 지령 파라미터 Pr2로 표기하고, 제 3 세트째의 위치 지령 파라미터를 위치 지령 파라미터 Pr3으로 표기한다. 3세트의 위치 지령 파라미터의 각각은, 제 1 시간 길이 T1부터 제 7 시간 길이 T7까지의 7개의 파라미터를 갖고 있다.

도 3은, 실시형태 1에 있어서 제 1 세트째부터 제 3 세트째까지의 위치 지령 파라미터에 근거하여 생성된 각 지령 형상을 이용하여 위치 결정 제어가 행해진 경우의 목표 이동 거리와 위치 검출값의 편차의 시간 응답을 나타내는 도면이다. 도 3(a)는, 제 1 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 편차의 시간 응답을 나타내고 있다. 도 3(b)는, 제 2 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 편차의 시간 응답을 나타내고 있다. 도 3(c)는, 제 3 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 편차의 시간 응답을 나타내고 있다.

학습부(14)로부터 제 1 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr1이 출력되고, 위치 지령 생성부(11)가 제 1 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr1에 근거하여 위치 지령을 생성한다. 제 1 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr1에 근거하여 생성된 위치 지령이 이용되어, 위치 결정 제어가 실행된다. 평가부(13)는, 이 경우의 위치 검출값에 근거하여, 제 1 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr1에 대응하는 위치 결정 시간 Tst1을 취득한다. 위치 결정 제어의 개시부터, 목표 이동 거리와 위치 검출값의 편차의 크기가 미리 결정된 허용값 IMP보다 작아지는 위치 결정 완료까지의 시간을 위치 결정 시간으로 한다. 제 1 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr1에 대응하는 평가값 Q1이, 하기의 식(26)이 이용되어 계산된다.

[수학식 26]

학습부(14)는, 평가값 Q1을 수취하고, 위치 지령 파라미터를 제 2 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr2로 변경한다. 학습부(14)는, 위치 지령 파라미터를 변경할 때, 제 1 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr1이 이용된 위치 결정 제어의 결과에 근거하여 제 2 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr2를 선정해도 되고, 제 1 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr1이 이용된 위치 결정 제어의 결과에 상관없이, 미리 정해져 있던 대로 제 2 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr2를 선정해도 된다.

학습부(14)가 위치 지령 파라미터를 변경하면, 제 2 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr2에 근거하여 생성되는 위치 지령이 이용되어 위치 결정 제어가 실행된다. 평가부(13)는, 이 경우의 위치 검출값에 근거하여, 제 2 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr2에 대응하는 위치 결정 시간 Tst2를 취득한다. 위치 결정 제어의 개시부터, 목표 이동 거리와 위치 검출값의 편차의 크기가 허용값 IMP보다 작아지는 위치 결정 완료까지의 시간을 위치 결정 시간으로 한다. 제 2 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr2에 대응하는 평가값 Q2가, 하기의 식(27)이 이용되어 계산된다.

[수학식 27]

학습부(14)는, 평가값 Q2를 수취하고, 위치 지령 파라미터를 제 3 세트째의 위치 지령 파라미터 Pr3로 변경한다. 평가부(13)는, 평가값 Q1과 평가값 Q2를 얻은 순서와 마찬가지로 하여, 평가값 Q3을, 위치 결정 시간 Tst3에 근거하여 하기의 식(28)을 이용하여 계산한다.

[수학식 28]

학습부(14)는, 평가값 Q3을 수취한다. 도 3에 나타내는 바와 같이, Tst2<Tst1<Tst3이라는 결과가 얻어졌다고 하면, 3개 평가값 중에서는 평가값 Q2가 가장 큰 값이 된다. 여기까지의 평가부(13) 및 학습부(14)의 동작에 의해, 학습부(14)는 3세트의 위치 지령 파라미터 Pr1, 위치 지령 파라미터 Pr2 및 위치 지령 파라미터 Pr3에 대응하는 평가값 Q1, 평가값 Q2 및 평가값 Q3을 얻는다.

평가부(13) 및 학습부(14)는, 전술한 바와 같이, 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q를 취득하는 동작을 반복하여 실시한다.

학습부(14)는, 위치 지령 파라미터와 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q를 학습용 데이터로서, 뉴럴 네트워크를 이용한 학습 동작을 행한다. 도 4는, 실시형태 1에서 이용되는 뉴럴 네트워크를 나타내는 도면이다. 당해 뉴럴 네트워크는, 입력층, 중간층 및 출력층을 갖는다. 좌단의 입력층에 위치 지령 파라미터가 입력되고, 우단의 출력층으로부터 평가값 Q가 출력된다. 입력층의 각 노드로부터 중간층의 각 노드에 대한 가중 계수는 전부 독립적으로 설정할 수 있지만, 도 4에서는 이들은 전부 동일한 가중 계수 W1로서 표기되어 있다. 마찬가지로, 중간층의 각 노드로부터 출력층의 각 노드에 대한 가중 계수는, 전부 동일한 가중 계수 W2로서 표기되어 있다.

입력층의 각 노드의 출력값에 대해서 가중 계수 W1이 승산(乘算)되고, 승산에 의해 얻어진 결과의 선형 결합이 중간층의 각 노드에 입력된다. 중간층의 각 노드의 출력값에 대해서 가중 계수 W2가 승산되고, 승산에 의해 얻어진 결과의 선형 결합이 출력층의 노드에 입력된다. 각 층의 각 노드에서는, 예를 들면 시그모이드 함수와 같은 비선형 함수에 의해 입력값으로부터 출력값이 계산되어도 된다. 입력층 및 출력층에서는, 출력값은 입력값의 선형 결합이어도 된다.

학습부(14)는, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q를 이용하여, 뉴럴 네트워크의 가중 계수 W1과 가중 계수 W2를 계산한다. 뉴럴 네트워크의 가중 계수 W1 및 가중 계수 W2는, 오차 역전파법(back-propagation method) 또는 구배 강하법(gradient descent method)을 이용함으로써 계산할 수 있다. 단, 뉴럴 네트워크의 가중 계수가 얻어지는 계산 방법이면, 가중 계수 W1 및 가중 계수 W2의 계산 방법은 전술의 방법에 한정되지 않는다.

뉴럴 네트워크의 가중 계수가 결정되면, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식이 얻어진 것으로 된다. 여기까지에 있어서, 3층의 뉴럴 네트워크를 이용한 학습을 행하는 예가 나타났다. 뉴럴 네트워크를 이용한 학습은, 전술의 예로 한정되지 않는다.

여기까지의 평가부(13) 및 학습부(14)의 동작에 의해, 뉴럴 네트워크에 의한 관계식이 학습 결과로서 얻어졌다.

다음에, 학습 결과 유지부(15)를 더 설명한다. 전술한 바와 같이 평가부(13) 및 학습부(14)의 동작에 의해 뉴럴 네트워크에 의한 관계식이 얻어지면, 위치 지령 파라미터를 입력으로 하고 평가값 Q를 출력으로 하는 함수가 학습 결과로서 얻어진 것이 된다. 이 학습 결과를 이용하면, 새로운 위치 지령 파라미터에 대해서 위치 결정 제어를 실행하지 않아도, 그 새로운 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q를 얻는 것이 가능하게 된다.

학습 결과 유지부(15)는, 학습 결과인 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식에 근거하여, 수치 계산에 의해, 평가값 Q가 최대가 되는 위치 지령 파라미터를 구한다. 이때, 학습 결과 유지부(15)는, 예를 들면 그리드 탐색, 랜덤 탐색 또는 뉴턴법과 같은 최적화 알고리즘을 이용한다.

전술한 바와 같이, 평가부(13) 및 학습부(14)의 동작에 의해 지령 파라미터와 평가값의 관계를 학습할 수 있다. 게다가, 학습 결과 유지부(15)의 동작에 의하면, 학습 결과를 이용함으로써 평가값 Q를 최대로 하는 우량한 위치 지령 파라미터를 발견하는 것이 가능하다. 이 학습 결과를 이용하면 위치 결정 제어를 실시하지 않아도 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q를 취득할 수 있기 때문에, 위치 결정 제어 장치(10)는, 반드시 우량 파라미터를 이용한 위치 결정 제어를 행하고 있지 않아도, 우량 파라미터를 발견하는 것이 가능하다. 따라서, 위치 결정 제어 장치(10)는, 조작자의 시행 착오를 필요로 하지 않고, 위치 지령 파라미터를 적절히 조정할 수 있다.

다음에, 파라미터 범위 설정부(16)를 더 설명한다. 전술한 바와 같이, 학습 결과 유지부(15)는, 학습 결과에 근거하여 평가값 Q를 최대로 하는 위치 지령 파라미터를 구하고, 구해진 위치 지령 파라미터를 우량 파라미터로 한다. 학습 결과 유지부(15)는, 운전 조건(17)에 포함되는 정보가 나타내는 목표 이동 거리 D와 우량 파라미터를 아울러 유지한다. 복수의 상이한 운전 조건에 있어서 학습이 행해진 경우, 학습 결과 유지부(15)는, 복수의 목표 이동 거리 D에 대응하는 복수의 우량 파라미터를 유지한다.

파라미터 범위 설정부(16)는, 학습 결과 유지부(15)에 유지되는 운전 조건(17)과 학습 결과에 근거하여 파라미터 범위를 설정한다. 다음에, 파라미터 범위 설정부(16)에 의해 행해지는 파라미터 범위의 설정 방법을, 도 5를 이용하여 설명한다. 도 5는, 실시형태 1에 있어서의 목표 이동 거리 D와 우량 파라미터의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 5에서는, 우량 파라미터는 목표 이동 거리 D의 1차원의 함수로 표현되어 있다.

목표 이동 거리 D1 및 목표 이동 거리 D2에 대한 학습이 이미 실시되고 있고, 목표 이동 거리 D1에 대응하는 우량 파라미터 Pex1과 목표 이동 거리 D2에 대응하는 우량 파라미터 Pex2가 발견되고 학습 결과 유지부(15)에 유지되고 있는 것을 상정한다. 이 상황에서, 목표 이동 거리 D1과도 목표 이동 거리 D2와도 상이한 목표 이동 거리 D3에 대해 학습을 행하는 것을 상정한다. 학습 결과 유지부(15)는, 목표 이동 거리 D3에 대응하는 우량 파라미터 Pex3을 하기의 식(29)를 이용하여 보간 계산을 행하여 추정한다.

[수학식 29]

식(29)에 나타내는 바와 같이, 학습 결과 유지부(15)는, 우량 파라미터 Pex3을 추정하는 보간 방법으로서, 과거의 2개의 학습 결과를 이용한 선형 보간을 행한다. 그러나, 학습 결과 유지부(15)는, 선형 보간을 행하는 것이 아니라, 스플라인 보간(spline interpolation) 또는 라그랑지 보간(Lagrange's interpolation)을 이용하는 방법에 의해 우량 파라미터 Pex3을 추정해도 된다.

파라미터 범위 설정부(16)는, 추정된 우량 파라미터 Pex3을 이용하고, 파라미터 범위의 상한값 UL과 하한값 LL을 하기의 식(30) 또는 식(31)을 이용하여 계산한다.

[수학식 30]

[수학식 31]

전술의 상한값 UL 및 하한값 LL의 계산 방법은, 상한값 UL 및 하한값 LL의 계산 방법의 하나의 예이다. 상한값 UL 및 하한값 LL의 계산 방법은, 추정되는 우량 파라미터 Pex3보다 큰 값을 상한값 UL로 하고, 우량 파라미터 Pex3보다 작은 값을 하한값 LL로 하여 계산되는 방법이면 되고, 전술의 계산 방법에 한정되지 않는다.

파라미터 범위 설정부(16)는, 계산에 의해 얻어진 상한값 UL 및 하한값 LL을 새로운 파라미터 범위의 상한값 및 하한값으로 하여, 파라미터 범위를 변경한다.

전술한 바와 같이, 파라미터 범위 설정부(16)가 학습 결과에 근거하여 파라미터 범위의 상한값 UL과 하한값 LL을 계산하기 때문에, 위치 결정 제어 장치(10)는, 파라미터 범위의 변경을 위해서 장치의 조작자의 시행 착오를 필요로 하지 않는다.

목표 이동 거리 D가 변경된 경우, 파라미터 범위 설정부(16)는, 변경 후의 목표 이동 거리 D에 대응하는 우량 파라미터의 추정값의 주변을 파라미터 범위로서 설정할 수 있고, 파라미터 범위를 작게 좁히는 것이 가능하다. 그 때문에, 파라미터 범위 설정부(16)는, 보다 적은 위치 결정 제어의 시행 횟수로 우량 파라미터를 발견하는 것이 가능하다. 그러므로, 위치 결정 제어 장치(10)는, 위치 지령의 지령 형상의 조정을 단시간에 행하는 것이 가능하다.

실시형태 1에서는, 지령 형상을 규정하는 위치 지령 파라미터의 개수가 7개인 예가 나타났다. 더 많은 파라미터에 의해 보다 높은 설계 자유도가 주어지는 경우에도, 실시형태 1의 방법은 적용 가능하다. 설계 자유도가 보다 작은 경우에 대해서도, 실시형태 1의 방법을 적용할 수 있다.

실시형태 1에서는, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식을 구축하기 위해서, 뉴럴 네트워크가 이용되었다. 그러나, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 얻을 수 있으면, 뉴럴 네트워크는 이용되지 않아도 된다. 예를 들면 2차 다항식과 같은 단순한 함수에 의해 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계가 얻어져도 되고, 가우스 과정 모델과 같은 확률 모델에 의해 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계가 얻어져도 된다.

실시형태 1에서는, 목표 이동 거리가 변경될 때에 지령 형상의 탐색 범위를 적절히 설정할 수 있는 것을 기술했지만, 파라미터 범위 설정부(16)가 가져오는 효과는 목표 이동 거리의 변경 시에만 얻어지는 것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 장치의 연속 운전에 의한 발열 또는 경년 열화의 영향에 의해 장치의 기계 진동의 특성이 변화한 경우, 위치 결정 제어 장치(10)는, 과거의 학습으로 발견한 우량 파라미터의 주변을 탐색할 수 있기 때문에, 보다 적은 위치 결정 제어의 시행 횟수로 기계 특성의 변화에 대응하는 양호한 위치 지령 파라미터를 발견하는 것이 가능하다.

실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)는, 목표 이동 거리가 변경된 경우에도, 지령 형상의 탐색 범위를 적절히 설정할 수 있고, 나아가서는 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행할 수 있다.

전술로부터, 실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)는, 위치 결정 제어를 고속화하는 양호한 지령 형상을 탐색할 때, 지령 형상의 탐색 범위를 적절히 설정할 수 있고, 나아가서는 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행할 수 있다.

위치 지령 생성부(11)는, 위치 지령의 신호를 2회 미분한 신호인 가속도 지령 신호가 영보다 큰 일정값 또는 영보다 작은 일정값이 되는 시간이 존재하도록, 위치 지령의 신호의 형상을 정해도 된다. 위치 지령 생성부(11)는, 위치 지령의 신호를 3회 미분한 신호인 저크의 신호가 영보다 큰 일정값 또는 영보다 작은 일정값이 되는 시간이 존재하도록, 위치 지령의 신호의 형상을 정해도 된다. 위치 지령 생성부(11)는, 저크의 신호가 영보다 큰 일정값 또는 영보다 작은 일정값이 되는 시간을 나타내는 정보를 위치 지령 파라미터에 포함시켜도 된다. 위치 지령 생성부(11)는, 저크의 신호가 영보다 큰 일정값 또는 영보다 작은 일정값이 되는 시간에 있어서의 저크의 신호의 크기를 나타내는 정보를 위치 지령 파라미터에 포함시켜도 된다.

실시형태 1에서는, 학습부(14)는 위치 지령 파라미터를 입력으로 하고 평가값 Q의 추정값을 계산하는 함수를 학습 결과로서 얻지만, 이에 더하여, 위치 결정 제어에 사용된 위치 지령 파라미터와 위치 결정 제어를 실행하는 것에 의해 얻어진 평가값 Q의 세트를 학습 결과에 포함시켜도 된다. 이에 의해, 학습 결과 유지부(15)는 위치 지령 파라미터와 위치 결정 제어를 실행하는 것에 의해 얻어진 평가값 Q의 세트 중에서도 우량 파라미터를 선정할 수 있다.

실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)에 의하면, 학습부(14)의 학습에 의해 얻어진 위치 지령 파라미터가 위치 지령 생성부(학습기)(11)에 설정되고, 위치 지령 생성부(학습기)(11)가 위치 지령을 생성함으로써 고속인 위치 결정 제어를 실현할 수 있다.

실시형태 2.

실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)는, 위치 결정 제어의 목표 이동 거리가 변경되는 경우에도 지령 형상의 탐색 범위를 적절히 설정하고, 효율적으로 지령 형상을 탐색한다. 실시형태 2에서는, 위치 결정 제어의 목표 정지 위치가 변경되는 경우에도, 지령 형상의 탐색 범위를 적절히 설정할 수 있는 위치 결정 제어 장치에 대해 설명한다.

도 6은, 실시형태 2에 따른 위치 결정 제어 장치(20)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 위치 결정 제어 장치(20)는, 모터(1)와 위치 검출기(4)에 접속된다. 위치 결정 제어 장치(20)에는, 위치 결정 제어 장치(20)의 외부로부터 운전 조건(27)이 주어진다. 운전 조건(27)은, 모터(1)를 구동시키기 위한 목표 이동 거리의 정보와 목표 정지 위치의 정보를 포함한다. 위치 결정 제어 장치(20)는, 운전 조건(27)을 만족시키도록 위치 결정 제어를 실행한다.

위치 결정 제어 장치(20)는, 위치 지령 생성부(11)와, 구동 제어부(12)와, 평가부(13)와, 학습부(14)와, 학습 결과 유지부(25)와, 파라미터 범위 설정부(26)를 갖는다. 실시형태 2에서는, 실시형태 1에 있어서 설명된 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

학습 결과 유지부(25)는, 학습부(14)의 학습 결과를 입력으로 하고, 학습 결과와 목표 정지 위치를 대응지어 유지한다. 학습 결과 유지부(25)는, 학습 결과인 위치 지령 파라미터와 평가값의 관계식에 근거하여, 수치 계산에 의해, 평가값이 최대가 되는 위치 지령 파라미터를 구한다. 예를 들면, 학습 결과 유지부(25)는, 그리드 탐색이나, 랜덤 탐색 또는 뉴턴법과 같은 최적화 알고리즘을 이용하여 평가값을 최대로 하는 위치 지령 파라미터를 구한다. 학습 결과 유지부(25)는, 평가값이 최대가 되는 위치 지령 파라미터를 우량 파라미터(제 2 우량 파라미터)로서 구하여 유지하고, 우량 파라미터와 목표 정지 위치를 대응지어 출력한다.

학습 결과 유지부(25)는, 평가값을 최대로 하는 위치 지령 파라미터를 우량 파라미터로 하지 않고, 양호한 위치 결정 제어를 나타내는 위치 지령 파라미터를 우량 파라미터로 해도 된다.

파라미터 범위 설정부(26)는, 우량 파라미터와 운전 조건(27)에 포함되는 정보가 나타내는 목표 정지 위치에 근거하여, 위치 지령 파라미터의 상한값과 하한값을 정하는 파라미터 범위를 결정하여 출력한다. 파라미터 범위 설정부(26)는, 운전 조건(27)에 포함되는 정보가 나타내는 목표 정지 위치가 변경된 경우, 과거에 학습이 실행되었을 때의 목표 정지 위치에 근거하여 보간 계산을 행하고, 변경 후의 목표 정지 위치에 대응하는 보간점의 우량 파라미터를 추정한다. 게다가, 파라미터 범위 설정부(26)는, 추정된 보간점의 우량 파라미터보다 작은 값을 파라미터 범위의 하한으로 함과 더불어, 추정된 보간점의 우량 파라미터보다 큰 값을 파라미터 범위의 상한으로 하여, 파라미터 범위를 설정한다.

구체적으로는, 파라미터 범위 설정부(26)는, 목표 정지 위치와 우량 파라미터의 관계를 나타내는 1차 함수식을 작성해 두고, 목표 정지 위치가 변경되면, 작성된 1차 함수식에 근거하여, 변경된 목표 정지 위치에 대한 우량 파라미터의 추정값을 구한다. 파라미터 범위 설정부(26)는, 우량 파라미터의 추정값보다 큰 값을 상한값으로서 설정하고, 우량 파라미터의 추정값보다 작은 값을 하한값으로서 설정한다. 위치 지령 파라미터가 복수 존재하는 경우, 파라미터 범위 설정부(26)는, 복수의 위치 지령 파라미터의 각각에 대해 상한값 및 하한값을 정한다.

파라미터 범위 설정부(26)는, 변경된 목표 정지 위치에 대응하는 우량 파라미터의 추정값을 얻을 수 있으면, 우량 파라미터와 목표 정지 위치의 관계를 나타내는 1차 함수식을 작성하지 않고, 다른 규칙에 근거하여 계산을 행해도 된다.

파라미터 범위 설정부(26)가 목표 정지 위치에 근거하여 파라미터 범위를 결정하는 점을 제외하고, 위치 결정 제어 장치(20)의 동작은, 실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)의 동작과 동일하다. 그 때문에, 평가부(13), 학습부(14) 및 학습 결과 유지부(25)의 동작에 의해 얻어지는 효과는, 실시형태 1에서 설명된 효과와 마찬가지이다.

학습 결과 유지부(25)는, 학습부(14)의 학습 결과에 근거하여, 평가값 Q를 최대로 하는 위치 지령 파라미터를 구하고, 구해진 위치 지령 파라미터를 우량 파라미터로 한다. 학습 결과 유지부(25)는, 운전 조건(27)에 포함되는 정보가 나타내는 목표 정지 위치와 우량 파라미터를 아울러 유지한다. 복수의 상이한 운전 조건에 있어서 학습이 행해진 경우, 학습 결과 유지부(25)는, 복수의 목표 정지 위치 SP에 대응하는 복수의 우량 파라미터를 유지한다.

파라미터 범위 설정부(26)는, 학습 결과 유지부(25)에 의해 유지되는 운전 조건(27)과 학습 결과에 근거하여 파라미터 범위를 설정한다. 이때의 파라미터 범위의 설정 방법을, 도 7을 이용하여 설명한다. 도 7은, 실시형태 2에 있어서의 목표 정지 위치 SP와 우량 파라미터의 관계를 나타내는 그래프이다. 도 7에서는, 우량 파라미터는 목표 정지 위치 SP의 1차원 함수로 표현되어 있다.

목표 정지 위치 SP1과 목표 정지 위치 SP2에 대해서 학습이 이미 실시되고 있고, 목표 정지 위치 SP1에 대한 우량 파라미터 Pex1과 목표 정지 위치 SP2에 대한 우량 파라미터 Pex2가 발견되고, 학습 결과 유지부(25)에 의해 유지되고 있는 것을 상정한다. 이 상황에서, 목표 정지 위치 SP1과도 목표 정지 위치 SP2와도 상이한 목표 정지 위치 SP3에 대해 학습을 행하는 것을 상정한다. 목표 정지 위치 SP3에 대응하는 우량 파라미터 Pex3은, 하기의 식(32)가 이용되어 추정된다.

[수학식 32]

식(32)에 나타내는 바와 같이, 학습 결과 유지부(25)는, 우량 파라미터 Pex3을 추정하는 보간 방법으로서, 과거의 2개의 학습 결과를 이용한 선형 보간을 행한다. 그러나, 학습 결과 유지부(25)는, 선형 보간을 행하는 것이 아니라, 스플라인 보간 또는 라그랑지 보간을 이용하는 방법에 의해 우량 파라미터 Pex3을 추정해도 된다.

파라미터 범위 설정부(26)는, 추정된 우량 파라미터 Pex3을 이용하고, 파라미터 범위의 상한값 UL과 하한값 LL을, 하기의 식(33) 또는 식(34)를 이용하여 계산한다.

[수학식 33]

[수학식 34]

전술의 상한값 UL 및 하한값 LL의 계산 방법은, 상한값 UL 및 하한값 LL의 계산 방법의 하나의 예이다. 상한값 UL 및 하한값 LL의 계산 방법은, 추정되는 우량 파라미터 Pex3보다 큰 값을 상한값 UL로 하고, 우량 파라미터 Pex3보다 작은 값을 하한값 LL로 하여 계산되는 방법이면 되고, 전술의 계산 방법에 한정되지 않는다.

파라미터 범위 설정부(26)는, 계산에 의해 얻어진 상한값 UL 및 하한값 LL을 새로운 파라미터 범위의 상한값 및 하한값으로 하여, 파라미터 범위를 변경한다.

파라미터 범위 설정부(26)가 학습 결과에 근거하여 파라미터 범위의 상한값 UL과 하한값 LL을 계산하기 때문에, 위치 결정 제어 장치(20)는, 파라미터 범위의 변경을 위해서 장치의 조작자의 시행 착오를 필요로 하지 않는다.

목표 정지 위치 SP가 변경되는 경우, 위치 결정 제어 장치(20)는, 변경 후의 목표 정지 위치에 대응하는 우량 파라미터의 추정값의 주변을 파라미터 범위로서 설정할 수 있고, 파라미터 범위를 작게 좁히는 것이 가능하다. 그 때문에, 위치 결정 제어 장치(20)는, 보다 적은 위치 결정 제어의 시행 횟수로 우량 파라미터를 발견하는 것이 가능하다. 그러므로, 위치 결정 제어 장치(20)는, 위치 지령의 지령 형상의 조정을 단시간에 행하는 것이 가능하다.

볼 나사 기구 또는 리니어 기구와 같은 직동형(直動型)의 기구를 가지는 장치에 있어서의 위치 결정 제어에서는, 제어 대상(3)의 정지 위치가 상이하면, 장치의 강성의 낮음에 기인하여 생기는 기계 진동의 특성이 상이하다. 그 때문에, 목표 이동량이 동일하더라도, 목표 정지 위치가 변경되면, 종래의 기술에서는, 기계 진동의 영향에 의해 고속인 위치 결정 제어를 행할 수 없는 경우가 있다.

실시형태 2에 따른 위치 결정 제어 장치(20)는, 목표 정지 위치가 변경되어도, 지령 형상의 탐색 범위를 적절히 설정할 수 있고, 나아가서는 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행할 수 있다.

실시형태 2에 있어서의 파라미터 범위 설정부(26)는, 파라미터 범위의 계산을 위해서 목표 정지 위치에 대한 우량 파라미터의 관계식을 구축하지만, 목표 정지 위치와 목표 이동 거리의 양쪽에 대한 우량 파라미터의 관계식을 구축해도 된다. 이 경우, 목표 정지 위치와 목표 이동 거리의 양쪽이 변경되어도, 파라미터 범위 설정부(26)는, 양쪽에 대한 우량 파라미터를 추정하고, 적절한 파라미터 범위를 설정할 수 있다.

전술로부터, 실시형태 2에 따른 위치 결정 제어 장치(20)는, 위치 결정 제어를 고속화하는 양호한 지령 형상을 탐색하여 조정을 행할 때에, 지령 형상의 탐색 범위를 적절히 설정할 수 있고, 나아가서는 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행할 수 있다.

실시형태 3.

실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)는, 위치 결정 시간을 최소로 하는 지령 형상을 탐색한다. 실시형태 3에서는, 평가값의 계산 방법이 상이한 경우에 대해서도, 지령 형상의 탐색 범위를 적절히 설정할 수 있는 위치 결정 제어 장치에 대해 설명한다.

도 8은, 실시형태 3에 따른 위치 결정 제어 장치(30)의 구성을 나타내는 도면이다. 도 8에 나타내는 바와 같이, 위치 결정 제어 장치(30)는, 모터(1)와 위치 검출기(4)에 접속된다. 위치 결정 제어 장치(30)에는, 위치 결정 제어 장치(30)의 외부로부터 운전 조건(17)이 주어진다. 운전 조건(17)은, 모터(1)를 구동시키기 위한 목표 이동 거리를 나타내는 정보를 포함한다. 위치 결정 제어 장치(30)는, 운전 조건(17)을 만족시키도록 위치 결정 제어를 실행한다.

위치 결정 제어 장치(30)는, 위치 지령 생성부(11)와, 구동 제어부(12)와, 평가부(33)와, 학습부(14)와, 학습 결과 유지부(15)와, 파라미터 범위 설정부(16)를 갖는다. 실시형태 3에서는, 실시형태 1에 있어서 설명된 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

평가부(33)는, 위치 검출값을 입력으로 하고, 구동 제어부(12)에 의한 위치 결정 제어의 좋고 나쁨을 평가하기 위한 평가값 Q를 후술하는 방법으로 계산하여 출력한다. 구동 제어부(12)는, 위치 지령에 근거하여 동작한다. 위치 지령은, 위치 지령 파라미터에 근거하여 계산된다. 따라서, 평가부(33)에 의해 계산되는 평가값 Q는, 위치 지령 파라미터의 값에 의존한다. 즉, 평가부(33)에 의해 계산되는 평가값 Q는, 위치 지령 파라미터를 평가하기 위한 지표라고 말할 수 있다.

평가값 Q의 구체적인 계산 방법을 기술한다. 여기에서는, 위치 결정 제어의 개시부터, 목표 이동 거리와 위치 검출값의 편차의 크기가 허용값 IMP보다 작아지는 위치 결정 완료까지의 시간을 위치 결정 시간으로 한다. 위치 결정 시간 Tst가 작은 경우, 평가값 Q가 큰 값을 나타내는 설정이 행해진다. 실시형태 3에서는, 편차의 크기가 허용값 IMP보다 작아진 후의 잔류 진동의 편차의 크기에 대해서도 평가를 한다.

도 9는, 실시형태 3에 있어서의 편차의 시간 응답을 나타내는 도면이다. 도 9에 나타내는 바와 같이, 편차의 크기가 미리 결정된 제 2 허용값 IMP2보다 작아진 후의 잔류 진동의 편차의 최대값을 잔류 진동 진폭 AMP로 한다. 제 2 허용값 IMP2의 범위는, 허용값 IMP의 범위보다 좁다. 잔류 진동 진폭 AMP의 크기가 제 2 허용값 IMP2보다 큰 경우, 평가부(33)는 평가값 Q에 패널티를 부여한다. 즉, 평가부(33)는, 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치의 잔류 진동의 진폭인 잔류 진동 진폭 AMP가 미리 결정된 값 이상인 경우, 평가값 Q를 감소시키는 계산을 행한다. 구체적으로는, 평가부(33)는 하기의 식(35)를 이용하여 평가값 Q를 계산한다.

[수학식 35]

γ는, 양(positive)의 값이다. max(x1, x2)는, 2개의 인수(引數) x1과 인수 x2 중 큰 쪽을 출력하는 함수이다.

식(35)에 의하면, 우변의 제1항에 의해 위치 결정 시간 Tst가 작을수록 평가값 Q는 큰 값이 되지만, 우변의 제2항에 의해 잔류 진동 진폭 AMP가 제 2 허용값 IMP2보다 큰 경우에는 평가값 Q가 작은 값이 된다. 즉, 위치 결정 시간 Tst가 작고, 또한 잔류 진동 진폭 AMP가 제 2 허용값 IMP2보다 작은 경우에 평가값 Q가 큰 값이 되고, 그때의 위치 지령 파라미터가 양호한 위치 지령 파라미터라고 말할 수 있다. 단, 평가값 Q는, 위치 결정 제어를 평가할 수 있으면, 식(35)를 이용하지 않고 산출되어도 된다.

평가부(33)가 잔류 진동 진폭 AMP를 평가값 Q의 계산에 이용하는 점을 제외하면, 위치 결정 제어 장치(30)의 동작은, 실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)의 동작과 동일하다. 그 때문에, 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 동작에 근거하여 얻어지는 효과는, 실시형태 1에서 설명된 효과와 마찬가지이다.

평가부(33)의 동작에 의하면, 위치 결정 제어 장치(30)는, 잔류 진동 진폭 AMP를 제 2 허용값 IMP2의 크기보다 작은 값으로 억제하면서, 위치 결정 시간을 단시간화하는 위치 결정 제어를 실현하는 것이 가능하다.

도 10은, 실시형태 3에 있어서 제 4 세트째의 위치 지령 파라미터와 제 5 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 편차의 시간 응답을 나타내는 도면이다. 제 4 세트째의 「4」 및 제 5 세트째의 「5」는, 제 4 세트째 및 제 5 세트째를 실시형태 1의 제 1 세트째부터 제 3 세트째까지와 구별하기 위해서 부여된 숫자이고, 이들 숫자에 구별 이외의 의미는 없다. 도 10(a)는, 제 4 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 편차의 시간 응답을 나타내고 있다. 도 10(b)는, 제 5 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 편차의 시간 응답을 나타내고 있다.

도 10에 나타내는 바와 같이, 제 4 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 위치 결정 시간 Tst4와 제 5 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 위치 결정 시간 Tst5를 비교하면, Tst4<Tst5이다. 즉, 제 4 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 위치 결정 시간 Tst4는, 제 5 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 위치 결정 시간 Tst5보다 짧다. 단, 제 4 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 잔류 진동 진폭 AMP4가 제 2 허용값 IMP2보다 크기 때문에, 평가값 Q에 패널티가 부여된다. 도 10(b)에는, 제 5 세트째의 위치 지령 파라미터가 이용된 경우의 잔류 진동 진폭 AMP5가 나타나 있다.

이때 하기의 식(36)이 성립하도록 γ를 설정해 둠으로써, 제 4 세트째의 위치 지령 파라미터의 평가값 Q4보다, 제 5 세트째의 위치 지령 파라미터의 평가값 Q5에 큰 값을 줄 수 있다.

[수학식 36]

평가값 Q의 계산 방법 이외에는, 위치 결정 제어 장치(30)의 동작은 실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)의 동작과 마찬가지이다. 즉, 위치 결정 제어 장치(30)는, 평가값 Q가 최대가 되도록 위치 지령의 지령 형상을 조정할 수 있다.

평가부(33)의 동작에 의하면, 위치 결정 제어 장치(30)는, 잔류 진동 진폭 AMP가 제 2 허용값 IMP2를 만족시키는 범위 중에서, 평가값 Q를 최대로 하는 지령 형상을 조정하는 것이 가능해진다.

목표 이동 거리가 변경된 경우, 위치 결정 제어 장치(30)는, 변경 후의 목표 이동 거리에 대응하는 우량 파라미터(제 1 우량 파라미터)의 추정값의 주변을 파라미터 범위로서 설정할 수 있고, 파라미터 범위를 작게 좁히는 것이 가능하다. 그 때문에, 위치 결정 제어 장치(30)는, 보다 적은 위치 결정 제어의 시행 횟수로 우량 파라미터를 발견하는 것이 가능하다.

전자 부품 실장기에 있어서는, 위치 결정 제어가 완료된 후에 전자 부품의 실장이 행해진다. 그때, 위치 결정 완료 후의 진동 진폭이 크면 전자 부품의 실장 정밀도가 악화되는 경우가 있다. 즉, 위치 결정 시간이 작은 것에 더해, 위치 결정 완료 후의 잔류 진동 진폭이 작은 것이 요구된다.

실시형태 3에 따른 위치 결정 제어 장치(30)는, 위치 결정 완료 후의 잔류 진동 진폭을 제 2 허용값의 범위로 억제하면서, 양호한 지령 형상을 탐색하는 것이 가능하다.

실시형태 3에 있어서의 평가부(33)는, 위치 결정 완료 후의 편차의 진폭의 최대값이 제 2 허용값보다 큰 경우에 패널티를 부여한다. 그러나, 패널티의 부여 방식은 전술한 방법에 한정되지 않는다. 예를 들면, 평가부(33)는, 잔류 진동 진폭이 극대가 될 때의 복수의 잔류 진동 진폭의 값에 대해서 패널티를 부여해도 되고, 위치 결정 완료 후의 일정한 시간만의 잔류 진동 진폭이 평가되도록 시간에 대한 조건을 파라미터에 더해도 된다.

전술로부터, 실시형태 3에 따른 위치 결정 제어 장치(30)는, 위치 결정 제어를 고속화하는 양호한 지령 형상을 탐색할 때에, 지령 형상의 탐색 범위를 적절히 설정할 수 있고, 나아가서는 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행할 수 있다.

도 11은, 실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)가 갖는 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부의 기능이 프로세서(71)에 의해 실현되는 경우의 프로세서(71)를 나타내는 도면이다. 즉, 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부의 기능은, 메모리(72)에 저장되는 프로그램을 실행하는 프로세서(71)에 의해 실현되어도 된다.

프로세서(71)는, CPU(Central Processing Unit), 처리 장치, 연산 장치, 마이크로프로세서, 또는 DSP(Digital Signal Processor)이다. 도 11에는, 메모리(72)도 나타나 있다.

위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부의 기능이 프로세서(71)에 의해 실현되는 경우, 당해 일부 또는 전부의 기능은, 프로세서(71)와, 소프트웨어, 펌웨어, 또는, 소프트웨어 및 펌웨어의 조합에 의해 실현된다. 소프트웨어 또는 펌웨어는 프로그램으로서 기술되고, 메모리(72)에 저장된다. 프로세서(71)는, 메모리(72)에 기억된 프로그램을 판독하여 실행하는 것에 의해, 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부의 기능을 실현한다.

위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부의 기능이 프로세서(71)에 의해 실현되는 경우, 위치 결정 제어 장치(10)는, 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부에 의해 실행되는 스텝이 결과적으로 실행되게 되는 프로그램을 저장하기 위한 메모리(72)를 갖는다. 메모리(72)에 저장되는 프로그램은, 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부가 실행하는 순서 또는 방법을 컴퓨터로 하여금 실행시키는 것이라고도 말할 수 있다.

메모리(72)는, 예를 들면, RAM(Random Access Memory), ROM(Read Only Memory), 플래시 메모리, EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory), EEPROM(등록상표)(Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory) 등의 불휘발성 또는 휘발성의 반도체 메모리, 자기 디스크, 플렉시블 디스크, 광 디스크, 콤팩트 디스크, 미니 디스크 또는 DVD(Digital Versatile Disk) 등이다.

도 12는, 실시형태 1에 따른 위치 결정 제어 장치(10)가 갖는 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부가 처리 회로(81)에 의해 실현되는 경우의 처리 회로(81)를 나타내는 도면이다. 즉, 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부는, 처리 회로(81)에 의해 실현되어도 된다.

처리 회로(81)는, 전용의 하드웨어이다. 처리 회로(81)는, 예를 들면, 단일 회로, 복합 회로, 프로그램화된 프로세서, 병렬 프로그램화된 프로세서, ASIC(Application Specific Integrated Circuit), FPGA(Field-Programmable Gate Array), 또는 이들을 조합한 것이다.

위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부는, 잔부와는 별개의 전용의 하드웨어여도 된다.

위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 복수의 기능에 대해, 당해 복수의 기능의 일부가 소프트웨어 또는 펌웨어로 실현되고, 당해 복수의 기능의 잔부가 전용의 하드웨어로 실현되어도 된다. 이와 같이, 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 복수의 기능은, 하드웨어, 소프트웨어, 펌웨어, 또는 이들의 조합에 의해 실현될 수 있다.

실시형태 2에 따른 위치 결정 제어 장치(20)가 갖는 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(25) 및 파라미터 범위 설정부(26)의 일부 또는 전부의 기능은, 프로세서(71)와 동등한 프로세서에 의해 실현되어도 된다. 당해 일부 또는 전부의 기능이 프로세서에 의해 실현되는 경우, 위치 결정 제어 장치(20)는, 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(25) 및 파라미터 범위 설정부(26)의 일부 또는 전부에 의해 실행되는 스텝이 결과적으로 실행되게 되는 프로그램을 저장하기 위한 메모리를 갖는다. 당해 메모리는, 메모리(72)와 동등한 메모리이다.

실시형태 2에 따른 위치 결정 제어 장치(20)가 갖는 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(14), 학습 결과 유지부(25) 및 파라미터 범위 설정부(26)의 일부 또는 전부의 기능은, 처리 회로(81)와 동등한 처리 회로에 의해 실현되어도 된다.

실시형태 3에 따른 위치 결정 제어 장치(30)가 갖는 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(33), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부의 기능은, 프로세서(71)와 동등한 프로세서에 의해 실현되어도 된다. 당해 일부 또는 전부의 기능이 프로세서에 의해 실현되는 경우, 위치 결정 제어 장치(30)는, 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(33), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부에 의해 실행되는 스텝이 결과적으로 실행되게 되는 프로그램을 저장하기 위한 메모리를 갖는다. 당해 메모리는, 메모리(72)와 동등한 메모리이다.

실시형태 3에 따른 위치 결정 제어 장치(30)가 갖는 위치 지령 생성부(11), 구동 제어부(12), 평가부(33), 학습부(14), 학습 결과 유지부(15) 및 파라미터 범위 설정부(16)의 일부 또는 전부의 기능은, 처리 회로(81)와 동등한 처리 회로에 의해 실현되어도 된다.

실시형태 4.

도 13은, 실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치(40)의 구성을 나타내는 도면이다. 실시형태 4에서는, 실시형태 1에 있어서 설명된 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 위치 결정 제어 장치(40)는, 모터(1)를 구동시켜 제어 대상(3)을 목표 이동 거리만큼 이동시키기 위한 위치 지령을, 당해 위치 지령의 형상을 정하는 위치 지령 파라미터에 근거하여 생성하는 위치 지령 생성부(41)를 갖는다. 위치 지령 생성부(41)는, 실시형태 1의 위치 지령 생성부(11)가 갖는 기능을 갖는다. 위치 결정 제어 장치(40)는, 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값이 위치 지령 생성부(41)에 의해 생성된 위치 지령에 추종하도록 모터(1)를 구동하는 구동 제어부(12)를 더 갖는다.

위치 지령 생성부(41)는, 모터(1)의 위치 지령을 생성하고 구동 제어부(12)에 출력한다. 위치 지령 파라미터는, 위치 지령의 지령 형상을 규정하는 파라미터이다. 실시형태 4에서 이용되는 위치 지령과, 위치 지령의 1계 미분인 속도 지령과, 위치 지령의 2계 미분인 가속도 지령과, 가속도 지령의 1계 미분인 저크의 각각의 형상은, 실시형태 1에서 도 2를 이용하여 나타낸 형상과 마찬가지이다. 도 2의 가속도 지령에 있어서, 제 1 구간부터 제 3 구간까지의 가속 구간의 사다리꼴 형상과, 제 5 구간부터 제 7 구간까지의 감속 구간의 사다리꼴 형상은 합동이 아니어도 된다. 가속 구간의 제 1 시간 길이 T1과 제 3 시간 길이 T3을 0으로 하고, 가속도 지령의 형상을 직사각형 형상으로 해도 된다. 제 1 시간 길이 T1부터 제 7 시간 길이 T7까지의 7개의 파라미터가, 위치 지령 파라미터이다.

위치 결정 제어 장치(40)는, 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값에 근거하여, 구동 제어부(12)에 의한 위치 결정 제어의 좋고 나쁨을 평가하기 위한 평가값을 산출하는 평가부(43)를 더 갖는다. 평가부(43)는, 실시형태 1의 평가부(13)가 갖는 기능을 갖는다. 위치 결정 제어 장치(40)는, 위치 지령 파라미터가 변경되어 복수회의 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어가 실행된 경우의 위치 지령 파라미터와 평가부(43)에 의해 산출된 평가값의 관계를 학습하여 학습 결과를 얻는 학습부(44)를 더 갖는다. 학습부(44)는, 실시형태 1의 학습부(14)가 갖는 기능을 갖는다. 이하에, 평가부(43) 및 학습부(44)에 대해 더 설명한다.

평가부(43)는, 위치 검출기(4)에 의한 검출의 결과인 위치 검출값을 나타내는 정보를 위치 검출기(4)로부터 수취하고, 구동 제어부(12)에 의한 위치 결정 제어의 좋고 나쁨을 평가하기 위한 평가값 Q를 후술하는 방법으로 계산하여 출력한다. 구동 제어부(12)는 위치 지령에 근거하여 동작하고, 위치 지령은 위치 지령 파라미터에 근거하여 계산된다. 따라서, 평가부(43)에 의해 산출되는 평가값 Q는 위치 지령 파라미터의 값에 의존한다. 즉, 평가값 Q는 위치 지령 파라미터를 평가하기 위한 지표라고 말할 수 있다. 실시형태 4에서는, 실시형태 1과 마찬가지의 방법으로 평가값 Q는 계산되고, 평가값 Q가 큰 값일수록, 위치 지령 파라미터는 우량하다고 말할 수 있다.

학습부(44)는, 평가값 Q를 입력으로 하고 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 학습하여 학습 결과를 얻는다. 구체적으로는, 학습부(44)는, 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q의 평균값과 분산값을 추정하는 함수를 갱신하여 학습을 행한다. 학습부(44)는, 학습을 행함으로써, 위치 지령 파라미터에 대응한 평가값 Q의 평균값과, 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q의 분산값을 계산하여 추정하는 것이 가능하게 된다. 평균값과 분산값을 계산하기 위한 함수에는, 가우스 과정 모델이 이용되어도 된다. 이와 같이, 학습부(44)는 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식을 얻는다.

학습부(44)는, 다음의 위치 결정 제어를 실행하기 위한 위치 지령 파라미터를 선정하여 위치 지령 생성부(41)에 출력한다. 학습부(44)는, 다음의 위치 지령 파라미터를 선정하는 데 있어서, 학습 결과에 근거하여 평가값 Q의 평균값과 분산값의 합이 최대값을 나타내는 위치 지령 파라미터를 선정한다.

학습부(44)는, 위치 지령 파라미터를 변경하면서 미리 결정된 횟수를 끝낼 때까지 반복하여 실행된 위치 결정 제어에 의해 평가부(43)로부터 얻어진 평가값 Q 중에서, 평가값 Q를 최대로 한 위치 지령 파라미터를 위치 지령 생성부(41)에 출력한다.

실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치(40)의 기능을 더 설명한다. 학습부(44)는, 1세트의 위치 지령 파라미터를 결정하고, 결정된 위치 지령 파라미터를 위치 지령 생성부(41)에 출력한다. 위치 지령 생성부(41)는, 입력된 위치 지령 파라미터에 근거하여 위치 지령을 계산한다. 위치 지령 생성부(41)는, 실시형태 1의 위치 지령 생성부(11)와 마찬가지로, 지령 형상을 규정하기 위해서 7개의 위치 지령 파라미터를 사용한다. 종래의 기술에서 많이 이용되는 가속도 및 속도의 2개의 파라미터에 의해 지령 형상을 규정하는 방법과 비교하면, 실시형태 4에 있어서의 조정의 자유도는 종래의 그것보다 높다. 그 때문에, 위치 지령 파라미터를 적절히 조정할 수 있으면, 위치 결정 제어 장치(40)는, 제어 대상(3)이 탑재되어 있는 장치의 기계 진동의 영향을 받는 상황이더라도, 양호한 응답을 나타내는 위치 결정 제어를 실현할 수 있다.

한편, 제어 대상(3)이 탑재되어 있는 장치의 조작자가 당해 장치를 동작시키면서, 시행 착오에 의해 상기의 7개의 파라미터를 사람 손으로 조정하는 경우, 비교적 큰 노력 및 비교적 긴 시간이 필요하다. 이하에서는, 위치 결정 제어 장치(40)가 평가부(43) 및 학습부(44)를 갖는 것에 의해, 위치 결정 제어 장치(40)가 조작자의 시행 착오를 필요로 하지 않고, 위치 지령 파라미터를 적절히 조정할 수 있는 것을 설명한다.

평가부(43) 및 학습부(44)의 동작에 의하면, 학습부(44)에 의한 위치 지령 파라미터의 변경과, 변경된 위치 지령 파라미터가 이용된 위치 결정 제어와, 평가부(43)에 의한 평가값 Q의 계산이 반복하여 실행된다. 이 반복하여 실행되는 평가부(43) 및 학습부(44)의 동작을 설명한다.

도 14는, 실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치(40)가 위치 지령 파라미터를 조정할 때의 동작의 순서를 나타내는 플로 차트이다. 스텝 S1에 있어서, 위치 지령 생성부(41)에 위치 지령 파라미터의 초기값이 설정된다. 위치 지령 파라미터의 초기값은, 어떠한 값이어도 상관없다. 스텝 S2에 있어서, 스텝 S1에서 설정된 위치 지령 파라미터에 근거하여 계산된 위치 지령에 의해 위치 결정 제어가 실행된다.

스텝 S3에 있어서, 평가부(43)가 평가값 Q를 계산한다. 스텝 S4에 있어서, 위치 결정 제어 장치(40)는, 미리 결정된 횟수의 위치 결정 제어가 종료되었는지 여부를 판정한다. 도 14의 스텝 S4에서는, 미리 결정된 횟수는 「소정 횟수」로 기재되어 있다. 위치 결정 제어 장치(40)가 미리 결정된 횟수의 위치 결정 제어가 종료되었다고 판정한 경우(S4에서 Yes), 위치 결정 제어 장치(40)의 동작은 스텝 S7로 이행한다. 위치 결정 제어 장치(40)가 미리 결정된 횟수의 위치 결정 제어가 종료되어 있지 않다고 판정한 경우(S4에서 No), 위치 결정 제어 장치(40)의 동작은 스텝 S5로 이행한다. 스텝 S5에 있어서, 학습부(44)는, 위치 지령 파라미터와 취득된 평가값 Q에 근거하여, 평가값 Q의 평균값과 평가값 Q의 분산값을 계산하는 함수를 갱신한다.

스텝 S6에 있어서, 학습부(44)는, 스텝 S5에서 갱신된 함수에 근거하여, 평가값 Q의 평균값과 분산값의 합이 최대가 되는 위치 지령 파라미터를 구한다. 스텝 S6에서 구해진 위치 지령 파라미터에 의해 위치 결정 제어를 재차 실행하여 평가값을 얻기 위해, 위치 결정 제어 장치(40)의 동작은 스텝 S1로 이행한다. 한편, 스텝 S4에 있어서, 위치 결정 제어 장치(40)가 미리 결정된 횟수의 위치 결정 제어가 종료되었다고 판정한 경우(S4에서 Yes), 미리 결정된 수의 평가값 Q가 얻어진 상태이다.

스텝 S7에 있어서, 위치 결정 제어 장치(40)는, 미리 결정된 수의 평가값 Q 중에서, 평가값 Q를 최대로 하는 위치 지령 파라미터를 선정하고, 위치 지령 생성부(41)에 설정한다. 스텝 S7의 동작이 종료되면, 위치 지령 파라미터의 조정은 종료된다.

전술한 바와 같이, 학습부(44)는, 스텝 S5에 있어서 지령 파라미터와 평가값의 관계를 학습하고, 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q의 평균값과 분산값을 얻을 수 있다. 학습부(44)는, 스텝 S6에 있어서, 평가값 Q의 평균값과 분산값의 합을 최대로 하는 위치 지령 파라미터를 구한다. 구해진 위치 지령 파라미터는, 차회의 위치 결정 제어에 이용된다.

다음에, 평균값과 분산값의 합을 최대로 하는 위치 지령 파라미터를 차회의 위치 결정 제어에 이용하는 것에 의해 얻어지는 효과를 설명한다. 도 15는, 실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치(40)에 의해 얻어지는 효과를 설명하기 위한 제 1 도면이다. 도 16은, 실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치(40)에 의해 얻어지는 효과를 설명하기 위한 제 2 도면이다.

평가부(43) 및 학습부(44)의 동작이 2회 실행된 후에 제 3 세트째의 위치 지령 파라미터가 선정되는 과정을 설명한다. 제 1 세트째의 위치 지령 파라미터는 위치 지령 파라미터 Pr11로 표기되고, 제 2 세트째의 위치 지령 파라미터는 위치 지령 파라미터 Pr12로 표기되고, 제 3 세트째의 위치 지령 파라미터는 위치 지령 파라미터 Pr13으로 표기된다.

도 15 및 도 16은, 설명을 위해서 위치 지령 파라미터를 1차원으로 간략화하여 나타내고 있다. 평가부(43) 및 학습부(44)의 동작이 2회 실행된 경우, 도 15의 둥근 표시로 나타내는 바와 같이, 위치 지령 파라미터 Pr11에 대응하는 평가값 Q11과, 위치 지령 파라미터 Pr12에 대응하는 평가값 Q12가 얻어진다. 학습부(44)는, 얻어진 평가값 Q11과 평가값 Q12에 근거하는 학습을 행하고, 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q의 평균값과 분산값을 계산하는 함수를 갱신한다.

도 15에 나타내는 평균값을 나타내는 곡선과, 평균값과 분산값의 합을 나타내는 곡선이, 학습부(44)에 의해 얻어진 함수에 근거하여 계산된다. 도 15에 나타내는 바와 같이, 위치 지령 파라미터 Pr11과 위치 지령 파라미터 Pr12의 중간점과 같이, 취득된 데이터로부터의 거리가 멀수록 평가값의 불확실성이 높기 때문에, 분산값은 커진다. 학습부(44)의 동작에 의해, 평가값의 평균값과 분산값의 합이 최대가 되는 도 15의 별 표시의 점에 대응하는 위치 지령 파라미터 Pr13이 다음의 위치 지령 파라미터로서 선정된다.

위치 지령 파라미터 Pr13을 이용하여 위치 지령이 계산되어서 위치 결정 제어가 행해진 결과로서, 도 16에 나타내는 바와 같이, 평가값 Q13이 얻어진다. 평가값 Q13은, 평가값 Q11 및 평가값 Q12보다 큰 값이라고 가정한다. 이 단계에서 조정이 종료된 경우, 평가값 Q13이 최대가 되기 때문에, 조정 종료 시점에서 위치 지령 파라미터 Pr13이 가장 우량한 파라미터가 된다.

가령, 제 3 세트의 위치 지령 파라미터를 선정하는 단계에서, 평가값 Q의 평균값과 분산값의 합의 최대값이 아니고, 평가값 Q의 평균값의 최대값을 선택하는 경우를 상정한다. 도 15에 있어서 평균값의 곡선의 최대값은 위치 지령 파라미터 Pr13의 점은 아니기 때문에, 제 3 세트째의 위치 지령 파라미터로서 위치 지령 파라미터 Pr13이 선정되는 것은 아니다. 그 때문에, 평가값 Q의 평균값의 최대값을 선택하는 경우에는 우량한 파라미터를 선정할 수 없을 가능성이 있다.

전술한 바와 같이, 분산값은 과거에 취득된 데이터로부터의 거리가 먼 점에 있어서 커지는 경향이 있다. 평균값은, 과거에 취득된 데이터에 근거하여 양호하다고 추정되는 점에 있어서 커지는 경향이 있다. 즉, 위치 결정 제어 장치(40)는, 평균값과 분산값의 합이 최대가 되는 점을 다음의 위치 지령 파라미터로서 선정함으로써, 비교적 큰 평가값 Q를 얻기 위한 탐색과 착취의 밸런스를 양호하게 유지할 수 있고, 조정의 종료 시에 비교적 큰 평가값 Q를 얻는 위치 지령 파라미터를 발견할 수 있다.

따라서, 실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치(40)는, 조작자의 시행 착오를 필요로 하지 않고, 위치 지령 파라미터를 적절히 조정할 수 있다. 전술로부터, 위치 결정 제어 장치(40)는, 위치 결정 제어를 고속화하는 양호한 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행할 수 있다.

실시형태 4에서는, 위치 결정 제어 장치(40)는, 평가값 Q의 평균값과 분산값의 합이 최대가 되는 점을 다음의 위치 지령 파라미터로서 선정한다. 그러나, 위치 결정 제어 장치(40)는, 평가값 Q의 평균값에 분산값의 2배를 가산한 값이 최대가 되는 점에 대응하는 위치 지령 파라미터를 다음의 위치 지령 파라미터로서 선정해도 된다. 위치 결정 제어 장치(40)는, 학습하고 얻어진 평가 함수의 평균값과 분산값을 사용하여, EI(Expected Improvement) 함수, PI(Probability of Improvement) 함수 또는 그 밖의 획득 함수를 계산해도 된다.

실시형태 4에서는, 위치 결정 제어 장치(40)는, 평가값 Q의 평균값과 분산값의 합이 최대가 되는 점을 다음의 위치 지령 파라미터로서 선정한다. 위치 결정 제어 장치(40)는, 이때 평가값 Q의 평균값과 분산값의 합이 최대가 되는 점을 발견하는 데 있어, 각 위치 지령 파라미터를 등간격으로 새긴 그리드의 점 중에서 차례로 평가값 Q의 평균값과 분산값을 계산하고, 그리드 중에서 평가값 Q의 평균값과 분산값이 최대가 되는 위치 지령 파라미터를 선정해도 된다. 또, 위치 결정 제어 장치(40)는, 평가값 Q의 평균값과 분산값의 합이 최대가 되는 점을 발견하는 데 있어, 의사 랜덤 함수에 근거하는 랜덤 탐색에 의해 평가값 Q의 평균값과 분산값이 최대가 되는 위치 지령 파라미터를 선정해도 된다.

실시형태 5.

실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치(40)는, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식을 이용하여 위치 지령 파라미터를 변경함으로써 위치 지령 파라미터를 적절히 조정한다. 실시형태 5에서는, 의사 랜덤 함수를 이용하여 위치 지령 파라미터를 적절히 조정하는 위치 결정 제어 장치에 대해 설명한다.

도 17은, 실시형태 5에 따른 위치 결정 제어 장치(50)의 구성을 나타내는 도면이다. 실시형태 5에서는, 실시형태 1에 있어서 설명된 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 위치 결정 제어 장치(50)는, 모터(1)를 구동시켜 제어 대상(3)을 목표 이동 거리만큼 이동시키기 위한 위치 지령을, 당해 위치 지령의 형상을 정하는 위치 지령 파라미터에 근거하여 생성하는 위치 지령 생성부(51)를 갖는다. 위치 지령 생성부(51)는, 실시형태 1의 위치 지령 생성부(11)가 갖는 기능을 갖는다. 위치 결정 제어 장치(50)는, 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값이 위치 지령 생성부(51)에 의해 생성된 위치 지령에 추종하도록 모터(1)를 구동하는 구동 제어부(12)를 더 갖는다.

위치 지령 생성부(51)는, 모터(1)의 위치 지령을 생성하고 구동 제어부(12)에 출력한다. 위치 지령 파라미터는, 위치 지령의 지령 형상을 규정하는 파라미터이다. 실시형태 5에서 이용되는 위치 지령과, 위치 지령의 1계 미분인 속도 지령과, 위치 지령의 2계 미분인 가속도 지령과, 가속도 지령의 1계 미분인 저크의 각각의 형상은, 실시형태 1에서 도 2를 이용하여 나타낸 형상과 마찬가지이다. 도 2의 가속도 지령에 있어서, 제 1 구간부터 제 3 구간까지의 가속 구간의 사다리꼴 형상과, 제 5 구간부터 제 7 구간까지의 감속 구간의 사다리꼴 형상은 합동이 아니어도 된다. 가속 구간의 제 1 시간 길이 T1과 제 3 시간 길이 T3을 0으로 하고, 가속도 지령의 형상을 직사각형 형상으로 해도 된다. 제 1 시간 길이 T1부터 제 7 시간 길이 T7까지의 7개의 파라미터가, 위치 지령 파라미터이다.

위치 결정 제어 장치(50)는, 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값에 근거하여, 구동 제어부(12)에 의한 위치 결정 제어의 좋고 나쁨을 평가하기 위한 평가값을 산출하는 평가부(13)를 더 갖는다. 위치 결정 제어 장치(50)는, 위치 지령 파라미터가 변경되어 복수회의 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어가 실행된 경우의 위치 지령 파라미터와 평가부(13)에 의해 산출된 평가값의 관계를 학습하여 학습 결과를 얻는 학습부(54)를 더 갖는다. 학습부(54)는, 실시형태 1의 학습부(14)가 갖는 기능을 갖는다.

학습부(54)는, 의사 랜덤 함수를 이용하여 위치 지령 생성부(51)에 의해 생성된 위치 지령을 변경하고, 복수회의 위치 결정 제어가 실행될 때마다 평가값 Q를 취득하고, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 학습한다. 학습부(54)는, 위치 지령 파라미터에 근거하여 결정되는 가속 구간과 감속 구간의 각각에 있어서의 가속도의 형상을 의사 랜덤 함수에 근거하여 독립적으로 변경한다.

구체적으로, 학습부(54)는, PSO(Particle Swarm Optimization)를 이용한다. PSO는, 파라미터 공간 내에 산재된 각 입자에 대해서 평가값 Q를 계산하고, 의사 랜덤 함수를 이용하여 각 입자의 파라미터 공간 내에서의 위치의 갱신을 반복함으로써, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 학습하면서, 평가값 Q가 큰 값을 취하는 위치 지령 파라미터를 발견하는 방법이다. 1개의 입자가, 1개의 위치 지령 파라미터에 대응한다. 예를 들면, 입자수가 10개이고, 갱신 횟수가 100회인 경우, 합계로 1000회의 위치 결정 제어가 실행되고, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 세트가 1000개 얻어진다.

갱신 전의 입자의 위치를 x(i)로 하고, 갱신 후의 입자의 위치를 x(i+1)로 한 경우, 갱신 후의 입자의 위치 x(i+1)는 다음의 식에 의해 계산된다. 「i」는, 자연수이다.

x(i+1)=x(i)+v(i+1)

v(i+1)=w×v(i)+c1×r1×(xp-x(i))+c2×r2×(xg-x(i))

상기의 식에 있어서, w, c1 및 c2의 각각은, 상수이고, 1보다 작은 값으로 설정되면 된다. r1 및 r2의 각각은, 0 이상 1 이하의 범위로부터 의사 랜덤 함수를 이용하여 설정되는 의사 난수(擬似亂數: pseudo random number)이다. xp는, 각 입자가 i번째까지 얻은 평가값 Q 중에서, 평가값 Q를 최대로 하는 위치 지령 파라미터이다. xg는, 모든 입자가 i번째까지 얻은 평가값 Q 중에서, 평가값 Q를 최대로 하는 위치 지령 파라미터이다.

x(i) 및 v(i)의 각각의 초기값은, 의사 랜덤 함수를 이용하여 무작위로 결정된다. 학습부(54)는, i번째까지 얻은 평가값 Q를 최대로 하는 위치 지령 파라미터의 방향으로 탐색을 행하면서, 의사 랜덤 함수에 의해 위치 지령 파라미터를 변경함으로써, 큰 평가값 Q를 얻기 위한 탐색과 착취의 밸런스를 양호하게 유지할 수 있고, 조정의 종료 시에 큰 평가값 Q를 얻는 위치 지령 파라미터를 발견할 수 있다.

학습부(54)는, 각 입자의 위치의 갱신에 의해, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 학습하고, 평가값 Q가 큰 값을 취하는 위치 지령 파라미터를 발견할 수 있다. 학습부(54)는, 학습 결과로서 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 얻지만, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 세트의 리스트를 학습 결과로서 얻어도 되고, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식을 학습 결과로서 얻어도 된다.

실시형태 5에서는, 의사 랜덤 함수에 근거하는 위치 지령 파라미터의 변경 방법으로서, PSO가 이용된다. 그러나, PSO 대신에, 예를 들면 GA(genetic algorithm) 또는 SA(simulated annealing)와 같은 의사 랜덤 함수를 사용하는 알고리즘이 이용되어도 된다. 학습부(54)는, 랜덤 서치에 의해 위치 지령 파라미터를 변경해도 된다. 어떻든 간에, 학습부(54)는, 학습 결과로서, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 얻을 수 있다.

전술한 바와 같이, 학습부(54)는, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 학습하고, 평가값 Q가 큰 값을 취하는 위치 지령 파라미터를 발견할 수 있다. 즉, 학습부(54)는, 학습 결과에 근거하여, 위치 결정 제어에 이용되는 위치 지령 파라미터를 변경한다. 따라서, 위치 결정 제어 장치(50)는, 조작자의 시행 착오를 필요로 하지 않고, 위치 지령 파라미터를 적절히 조정할 수 있다.

전술로부터, 실시형태 5에 따른 위치 결정 제어 장치(50)는, 위치 결정 제어를 고속화하는 양호한 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행할 수 있다.

실시형태 6.

실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치(40)는, 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식을 이용하여 위치 지령 파라미터를 변경함으로써 위치 지령 파라미터를 적절히 조정한다. 실시형태 6에서는, 제어 대상의 동작을 모의하는 동작 모의부를 가짐으로써 위치 지령 파라미터를 적절히 조정하는 위치 결정 제어 장치에 대해 설명한다.

도 18은, 실시형태 6에 따른 위치 결정 제어 장치(60)의 구성을 나타내는 도면이다. 실시형태 6에서는, 실시형태 1에 있어서 설명된 구성 요소에 대해서는 상세한 설명을 생략한다. 위치 결정 제어 장치(60)는, 모터(1)를 구동시켜 제어 대상(3)을 목표 이동 거리만큼 이동시키기 위한 위치 지령을, 당해 위치 지령의 형상을 정하는 위치 지령 파라미터에 근거하여 생성하는 위치 지령 생성부(61)를 갖는다. 위치 지령 생성부(61)는, 실시형태 1의 위치 지령 생성부(11)가 갖는 기능을 갖는다. 위치 결정 제어 장치(60)는, 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값이 위치 지령 생성부(61)에 의해 생성된 위치 지령에 추종하도록 모터(1)를 구동하는 구동 제어부(12)를 더 갖는다.

위치 결정 제어 장치(60)는, 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 모터(1) 또는 제어 대상(3)의 위치 검출값에 근거하여, 구동 제어부(12)에 의한 위치 결정 제어의 좋고 나쁨을 평가하기 위한 평가값을 산출하는 평가부(13)를 더 갖는다. 위치 결정 제어 장치(60)는, 위치 지령 파라미터가 변경되어 복수회의 제어 대상(3)에 대한 위치 결정 제어가 실행된 경우의 위치 지령 파라미터와 평가부(13)에 의해 산출된 평가값의 관계를 학습하여 학습 결과를 얻는 학습부(64)를 더 갖는다. 학습부(64)는, 실시형태 1의 학습부(14)가 갖는 기능을 갖는다.

위치 결정 제어 장치(60)는, 위치 지령 파라미터를 입력으로 하고, 학습부(64)에 대해서 위치 지령 파라미터의 재선정을 지시하는 동작 모의부(68)를 더 갖는다. 동작 모의부(68)는, 도 18의 동작 모의 대상(68a)에서 나타나는 범위에 포함되는 요소의 동작을 모의한다. 즉, 동작 모의부(68)는, 위치 지령 파라미터를 입력으로 하고, 모터(1)의 회전 위치 또는 제어 대상(3)의 위치를 나타내는 위치 검출값의 신호를 모의한다. 구체적으로는, 동작 모의부(68)는, 위치 지령 파라미터에 근거하여 제어 대상(3)의 동작을 모의하고, 모의한 결과가 사전에 설정된 제약 조건을 만족시키는 경우, 동작을 모의할 때에 이용한 위치 지령 파라미터를 위치 지령 생성부(61)에 출력한다.

동작 모의부(68)는, 위치 검출값을 모의하는 신호와 사전에 설정된 제약 조건에 근거하여, 위치 지령 파라미터의 재계산의 필요의 유무를 판정하고, 재계산의 필요가 있다고 판정한 경우, 위치 지령 파라미터를 재계산시키는 지시인 재계산 지시를 학습부(64)에 준다. 이하에, 학습부(64) 및 동작 모의부(68)에 대해 더 설명한다.

학습부(64)는, 평가값 Q를 입력으로 하고 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계를 학습하여 학습 결과를 얻는다. 구체적으로는, 학습부(64)는, 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q의 평균값과 분산값을 계산하기 위한 함수를 갱신하여 학습을 행한다. 학습부(64)는, 학습을 행함으로써 위치 지령 파라미터에 대응한 평가값 Q의 평균값과, 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q의 분산값을 추정하는 것이 가능하게 된다. 평균값과 분산값을 계산하기 위한 함수에는, 가우스 과정 모델이 이용되어도 된다. 전술한 바와 같이, 학습부(64)는 위치 지령 파라미터와 평가값 Q의 관계식을 얻는다.

학습부(64)는, 다음의 위치 결정 제어를 실행하기 위한 위치 지령 파라미터를 선정하여 동작 모의부(68)에 출력한다. 학습부(64)는, 다음의 위치 지령 파라미터를 선정하는 데 있어서, 학습 결과에 근거하여 평가값 Q의 평균값과 분산값의 합이 최대값을 나타내는 위치 지령 파라미터를 선정한다.

동작 모의부(68)는, 학습부(64)에서 선정된 위치 지령 파라미터를 수취하고, 위치 검출값을 모의하는 신호와 사전에 설정된 제약 조건에 근거하여, 위치 지령 파라미터의 재계산의 필요의 유무를 판정하고, 재계산의 필요가 있다고 판정한 경우, 위치 지령 파라미터를 재계산시키는 지시인 재계산 지시를 학습부(64)에 준다.

동작 모의부(68)는, 위치 검출값을 모의하는 신호의 진폭이 미리 결정된 값 이상인 경우, 위치 지령 파라미터를 재계산하도록, 학습부(64)에 재계산 지시를 주어도 된다. 동작 모의부(68)는, 위치 검출값을 모의하는 신호가 목표 이동 거리의 값에 도달하는 시간이 미리 결정된 시간 이상인 경우, 위치 지령 파라미터를 재계산하도록, 학습부(64)에 재계산 지시를 주어도 된다. 즉, 동작 모의부(68)는, 모터(1)를 구동시켜 위치 결정 제어를 실행시키지 않고, 위치 지령 파라미터를 간이적으로 평가하고 평가값이 미리 결정된 불량으로 작은 값이 되는 경우, 학습부(64)에 대해서 위치 지령 파라미터를 재차 선정시킨다.

위치 지령 파라미터의 재계산 지시가 주어진 경우, 학습부(64)는, 학습 결과에 근거하여 평가값 Q의 평균값과 분산값의 합이 2번째로 큰 값이 되는 위치 지령 파라미터를 선정한다. 동작 모의부(68)는, 위치 지령 파라미터를 다시 수취하고, 재계산의 필요의 유무를 판정한다.

학습부(64) 및 동작 모의부(68)의 동작에 의해, 위치 지령 파라미터가 간이적으로 평가되고 평가값이 불량이라고 판단되는 작은 값이 되는 경우, 위치 지령 파라미터가 변경된다. 위치 결정 제어 장치(60)는, 학습부(64) 및 동작 모의부(68)의 동작에 근거하는 위치 지령 파라미터의 변경에 의해 위치 결정 제어의 실행 횟수를 저감할 수 있고, 또한 위치 지령 파라미터를 효율 좋게 조정할 수 있다.

동작 모의부(68)는, 입력되는 위치 지령 파라미터에 대응하는 평가값 Q의 대소만을 판정함으로써 위치 결정 제어의 실행 횟수를 저감할 수 있다. 동작 모의부(68)에는, 정밀한 제어 대상의 모의는 반드시 필요하게 되지 않는다. 예를 들면, 위치 지령에 대해서 로우패스 필터를 적용한 신호가, 위치 검출값을 모의한 신호여도 된다.

실시형태 6에서는, 동작 모의부(68)는, 위치 검출값을 모의하는 신호에 근거하여 위치 지령 파라미터의 재계산의 필요의 유무를 판정한다. 그러나, 동작 모의부(68)의 동작은 이것에 한정되지 않는다. 도 18에서 나타난 동작 모의 대상(68a)에 포함되는 요소는, 당해 요소에 한정되지 않는다. 예를 들면, 동작 모의부(68)는, 모터(1)에 주어지는 전류의 값을 모의하고, 모의되는 전류의 값이 미리 결정된 값 이상인 경우에 위치 지령 파라미터의 재계산을 지시해도 된다.

동작 모의부(68)는, 위치 지령 파라미터로부터 생성되는 위치 지령을 모의하고, 위치 지령을 모의하는 신호가 목표 이동 거리의 값에 도달하는 시간이 미리 결정된 시간 이상인 경우, 위치 지령 파라미터의 재계산을 지시해도 된다. 동작 모의부(68)는, 위치 지령에 대해서 로우패스 필터를 적용한 신호를 미분함으로써 속도 지령 또는 가속도 지령을 모의하고, 속도 지령 또는 가속도 지령을 모의하는 신호의 최대값이 미리 결정된 값 이상인 경우, 위치 지령 파라미터의 재계산을 지시해도 된다.

따라서, 실시형태 6에 따른 위치 결정 제어 장치(60)는, 조작자의 시행 착오를 필요로 하지 않고, 위치 지령 파라미터를 적절히 조정할 수 있다. 전술로부터, 위치 결정 제어 장치(60)는, 위치 결정 제어를 고속화하는 양호한 지령 형상의 조정을 효율 좋게 행할 수 있다.

전술한 실시형태 1부터 6까지의 위치 결정 제어 장치(10), 위치 결정 제어 장치(20), 위치 결정 제어 장치(30), 위치 결정 제어 장치(40), 위치 결정 제어 장치(50) 및 위치 결정 제어 장치(60)의 일부 또는 전부는, 위치 지령 파라미터에 의해, 가속의 개시, 가속의 종료, 감속의 개시 및 감속의 종료의 각 시점에 있어서의 가속도의 크기 중 2개 이상의 것을 독립적으로 설정해도 된다.

실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치(40)가 갖는 위치 지령 생성부(41), 구동 제어부(12), 평가부(43) 및 학습부(44)의 일부 또는 전부의 기능은, 프로세서(71)와 동등한 프로세서에 의해 실현되어도 된다. 당해 일부 또는 전부의 기능이 프로세서에 의해 실현되는 경우, 위치 결정 제어 장치(40)는, 위치 지령 생성부(41), 구동 제어부(12), 평가부(43) 및 학습부(44)의 일부 또는 전부에 의해 실행되는 스텝이 결과적으로 실행되게 되는 프로그램을 저장하기 위한 메모리를 갖는다. 당해 메모리는, 메모리(72)와 동등한 메모리이다.

실시형태 4에 따른 위치 결정 제어 장치(40)가 갖는 위치 지령 생성부(41), 구동 제어부(12), 평가부(43) 및 학습부(44)의 일부 또는 전부의 기능은, 처리 회로(81)와 동등한 처리 회로에 의해 실현되어도 된다.

실시형태 5에 따른 위치 결정 제어 장치(50)가 갖는 위치 지령 생성부(51), 구동 제어부(12), 평가부(13) 및 학습부(54)의 일부 또는 전부의 기능은, 프로세서(71)와 동등한 프로세서에 의해 실현되어도 된다. 당해 일부 또는 전부의 기능이 프로세서에 의해 실현되는 경우, 위치 결정 제어 장치(50)는, 위치 지령 생성부(51), 구동 제어부(12), 평가부(13) 및 학습부(54)의 일부 또는 전부에 의해 실행되는 스텝이 결과적으로 실행되게 되는 프로그램을 저장하기 위한 메모리를 갖는다. 당해 메모리는, 메모리(72)와 동등한 메모리이다.

실시형태 5에 따른 위치 결정 제어 장치(50)가 갖는 위치 지령 생성부(51), 구동 제어부(12), 평가부(13) 및 학습부(54)의 일부 또는 전부의 기능은, 처리 회로(81)와 동등한 처리 회로에 의해 실현되어도 된다.

실시형태 6에 따른 위치 결정 제어 장치(60)가 갖는 위치 지령 생성부(61), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(64) 및 동작 모의부(68)의 일부 또는 전부의 기능은, 프로세서(71)와 동등한 프로세서에 의해 실현되어도 된다. 당해 일부 또는 전부의 기능이 프로세서에 의해 실현되는 경우, 위치 결정 제어 장치(60)는, 위치 지령 생성부(61), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(64) 및 동작 모의부(68)의 일부 또는 전부에 의해 실행되는 스텝이 결과적으로 실행되게 되는 프로그램을 저장하기 위한 메모리를 갖는다. 당해 메모리는, 메모리(72)와 동등한 메모리이다.

실시형태 6에 따른 위치 결정 제어 장치(60)가 갖는 위치 지령 생성부(61), 구동 제어부(12), 평가부(13), 학습부(64) 및 동작 모의부(68)의 일부 또는 전부의 기능은, 처리 회로(81)와 동등한 처리 회로에 의해 실현되어도 된다.

이상의 실시형태에 나타낸 구성은, 본 발명의 내용의 일례를 나타내는 것이고, 다른 공지의 기술과 조합하는 것도 가능하고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 구성의 일부를 생략 또는 변경하는 것도 가능하다.

1: 모터, 2: 볼 나사, 3: 제어 대상, 4: 위치 검출기, 10, 20, 30, 40, 50, 60: 위치 결정 제어 장치, 11, 41, 51, 61: 위치 지령 생성부, 12: 구동 제어부, 13, 33, 43: 평가부, 14, 44, 54, 64: 학습부, 15, 25: 학습 결과 유지부, 16, 26: 파라미터 범위 설정부, 17, 27: 운전 조건, 68: 동작 모의부, 68a: 동작 모의 대상, 71: 프로세서, 72: 메모리, 81: 처리 회로.

Claims (13)

1. 모터를 구동시켜 제어 대상을 목표 이동 거리만큼 이동시키는 위치 결정 제어 장치로서,
   위치 지령 파라미터에 근거하여 가속 구간 및 감속 구간의 가속도의 형상이 결정되는 위치 지령을 생성하는 위치 지령 생성부와,
   상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값이 상기 위치 지령에 추종하도록 상기 모터를 구동하는 구동 제어부와,
   상기 제어 대상에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값에 근거하여 위치 결정 성능에 관한 평가값을 산출하는 평가부와,
   상기 위치 지령 파라미터에 근거하여 결정되는 가속 구간과 감속 구간에 있어서의 가속도의 형상의 각각을 독립적으로 변경하면서, 복수회의 위치 결정 제어가 실행된 경우의 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 학습하고, 상기 위치 지령 파라미터의 상한값 및 하한값을 규정하는 파라미터 범위에 있어서의 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 나타내는 관계식을 학습 결과로서 얻는 학습부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 학습부는, 상기 위치 지령 파라미터에 대한 상기 평가값의 추정값을 출력하는 함수 또는 상기 평가값의 평균값과 분산값의 추정값을 출력하는 함수를 상기 학습 결과로서 얻는
   것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
3. 모터를 구동시켜 제어 대상을 목표 이동 거리만큼 이동시키는 위치 결정 제어 장치로서,
   위치 지령 파라미터에 근거하여 가속 구간 및 감속 구간의 가속도의 형상이 결정되는 위치 지령을 생성하는 위치 지령 생성부와,
   상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값이 상기 위치 지령에 추종하도록 상기 모터를 구동하는 구동 제어부와,
   상기 제어 대상에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값에 근거하여 위치 결정 성능에 관한 평가값을 산출하는 평가부와,
   상기 위치 지령 파라미터에 근거하여 결정되는 가속 구간과 감속 구간에 있어서의 가속도의 형상의 각각을, 실행된 위치 결정 제어에 이용한 위치 지령 파라미터 중에서 평가값을 최대로 하는 위치 지령 파라미터와 의사 랜덤 함수에 근거하여 독립적으로 변경하면서, 복수회의 위치 결정 제어가 실행된 경우의 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 학습하여 학습 결과를 얻는 학습부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
4. 모터를 구동시켜 제어 대상을 목표 이동 거리만큼 이동시키는 위치 결정 제어 장치로서,
   위치 지령 파라미터에 근거하여 가속 구간 및 감속 구간의 가속도의 형상이 결정되는 위치 지령으로서, 가속 구간 및 감속 구간의 각각에 있어서 저크(jerk)의 크기가 비영의 일정값(nonzero constant)이 되는 구간을 갖는 위치 지령을 생성하는 위치 지령 생성부와,
   상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값이 상기 위치 지령에 추종하도록 상기 모터를 구동하는 구동 제어부와,
   상기 제어 대상에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값에 근거하여 위치 결정 성능에 관한 평가값을 산출하는 평가부와,
   상기 위치 지령 파라미터에 근거하여 결정되는 가속 구간과 감속 구간에 있어서의 가속도의 형상의 각각을 독립적으로 변경하면서, 복수회의 위치 결정 제어가 실행된 경우의 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 학습하고, 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 학습 결과로서 얻는 학습부
   를 구비하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 위치 지령 파라미터에 근거하여 상기 제어 대상의 동작을 모의하고, 모의한 결과가 사전에 설정된 제약 조건을 만족시키는 경우, 동작을 모의할 때에 이용한 위치 지령 파라미터를 상기 위치 지령 생성부에 출력하는 동작 모의부를 더 구비하는
   것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
6. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 학습부에 의해 얻어진 상기 학습 결과에 근거하여, 상기 위치 지령 파라미터의 상한값 및 하한값을 규정하는 파라미터 범위를 설정하는 파라미터 범위 설정부를 더 구비하는
   것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 목표 이동 거리를 나타내는 정보를 포함하는 운전 조건과 상기 학습부에 의해 얻어진 상기 학습 결과를 대응지어 유지하는 학습 결과 유지부를 더 구비하고,
   상기 학습 결과 유지부는, 하나 이상의 상기 위치 지령 파라미터를 우량 파라미터로서 유지하고,
   상기 파라미터 범위 설정부는, 상기 학습 결과 유지부에 의해 유지된 상기 우량 파라미터보다 작은 값을 상기 파라미터 범위의 하한으로 함과 더불어, 상기 우량 파라미터보다 큰 값을 상기 파라미터 범위의 상한으로 하여, 상기 파라미터 범위를 설정하는
   것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
8. 제 6 항에 있어서,
   상기 목표 이동 거리를 나타내는 정보를 포함하는 운전 조건과 상기 학습부에 의해 얻어진 상기 학습 결과를 대응지어 유지하는 학습 결과 유지부를 더 구비하고,
   상기 학습 결과 유지부는, 상기 평가값이 최대가 되는 상기 위치 지령 파라미터를 제 1 우량 파라미터로서 유지하고,
   상기 파라미터 범위 설정부는, 상기 운전 조건에 포함되는 상기 정보가 나타내는 상기 목표 이동 거리가 변경된 경우, 과거에 학습이 실행되었을 때의 목표 이동 거리를 토대로 보간 계산을 행하고, 변경 후의 목표 이동 거리에 대응하는 보간점의 제 1 우량 파라미터를 추정하고, 추정된 상기 보간점의 제 1 우량 파라미터보다 작은 값을 상기 파라미터 범위의 하한으로 함과 더불어, 추정된 상기 보간점의 제 1 우량 파라미터보다 큰 값을 상기 파라미터 범위의 상한으로 하여, 상기 파라미터 범위를 설정하는
   것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
9. 제 6 항에 있어서,
   상기 제어 대상의 목표 정지 위치의 정보를 포함하는 운전 조건과 상기 학습부에 의해 얻어진 상기 학습 결과를 대응지어 유지하는 학습 결과 유지부를 더 구비하고,
   상기 학습 결과 유지부는, 상기 평가값이 최대가 되는 상기 위치 지령 파라미터를 제 2 우량 파라미터로서 유지하고,
   상기 파라미터 범위 설정부는, 상기 운전 조건에 포함되는 상기 정보가 나타내는 상기 목표 정지 위치가 변경된 경우, 과거에 학습이 실행되었을 때의 목표 정지 위치를 토대로 보간 계산을 행하고, 변경 후의 목표 정지 위치에 대응하는 보간점의 제 2 우량 파라미터를 추정하고, 추정된 상기 보간점의 제 2 우량 파라미터보다 작은 값을 상기 파라미터 범위의 하한으로 함과 더불어, 추정된 상기 보간점의 제 2 우량 파라미터보다 큰 값을 상기 파라미터 범위의 상한으로 하여, 상기 파라미터 범위를 설정하는
   것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
10. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 위치 지령 생성부는, 상기 학습부의 학습에 의해 얻어진 위치 지령 파라미터가 설정되고 상기 위치 지령을 생성하는 학습기인
    것을 특징으로 하는 위치 결정 제어 장치.
11. 모터를 구동시켜 제어 대상을 목표 이동 거리만큼 이동시키는 위치 결정 방법으로서,
    위치 지령 파라미터에 근거하여 가속 구간 및 감속 구간의 가속도의 형상이 결정되는 위치 지령을 생성하는 스텝과,
    상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값이 상기 위치 지령에 추종하도록 상기 모터를 구동하는 스텝과,
    상기 제어 대상에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값에 근거하여 위치 결정 성능에 관한 평가값을 산출하는 스텝과,
    상기 위치 지령 파라미터에 근거하여 결정되는 가속 구간과 감속 구간에 있어서의 가속도의 형상의 각각을 독립적으로 변경하면서, 복수회의 위치 결정 제어가 실행된 경우의 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 학습하고, 상기 위치 지령 파라미터의 상한값 및 하한값을 규정하는 파라미터 범위에 있어서의 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 나타내는 관계식을 학습하고, 학습 결과에 근거하여 새로운 위치 지령 파라미터를 결정하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
12. 모터를 구동시켜 제어 대상을 목표 이동 거리만큼 이동시키는 위치 결정 방법으로서,
    위치 지령 파라미터에 근거하여 가속 구간 및 감속 구간의 가속도의 형상이 결정되는 위치 지령을 생성하는 스텝과,
    상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값이 상기 위치 지령에 추종하도록 상기 모터를 구동하는 스텝과,
    상기 제어 대상에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값에 근거하여 위치 결정 성능에 관한 평가값을 산출하는 스텝과,
    상기 위치 지령 파라미터에 근거하여 결정되는 가속 구간과 감속 구간에 있어서의 가속도의 형상의 각각을, 실행된 위치 결정 제어에 이용한 위치 지령 파라미터 중에서 평가값을 최대로 하는 위치 지령 파라미터와 의사 랜덤 함수에 근거하여 독립적으로 변경하면서, 복수회의 위치 결정 제어가 실행된 경우의 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 학습하고, 학습 결과에 근거하여 새로운 위치 지령 파라미터를 결정하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.
13. 모터를 구동시켜 제어 대상을 목표 이동 거리만큼 이동시키는 위치 결정 방법으로서,
    위치 지령 파라미터에 근거하여 가속 구간 및 감속 구간의 가속도의 형상이 결정되는 위치 지령으로서, 가속 구간 및 감속 구간의 각각에 있어서 저크의 크기가 비영의 일정값이 되는 구간을 갖는 위치 지령을 생성하는 스텝과,
    상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값이 상기 위치 지령에 추종하도록 상기 모터를 구동하는 스텝과,
    상기 제어 대상에 대한 위치 결정 제어의 실행 시의 상기 모터 또는 상기 제어 대상의 위치 검출값에 근거하여 위치 결정 성능에 관한 평가값을 산출하는 스텝과,
    상기 위치 지령 파라미터에 근거하여 결정되는 가속 구간과 감속 구간에 있어서의 가속도의 형상의 각각을 독립적으로 변경하면서, 복수회의 위치 결정 제어가 실행된 경우의 상기 위치 지령 파라미터와 상기 평가값의 관계를 학습하고, 학습 결과에 근거하여 새로운 위치 지령 파라미터를 결정하는 스텝
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 위치 결정 방법.

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