TWI715425B - 定位控制裝置及定位方法 - Google Patents

Abstract

定位控制裝置(40)係具有：位置指令生成部(41)，係根據位置指令參數來生成用以決定加速區間及減速區間之加速度的形狀之位置指令；驅動控制部(12)，係以使馬達(1)或控制對象(3)的位置檢測值跟隨位置指令之方式來驅動馬達(1)；評估部(43)，係根據關於控制對象(3)之定位控制的執行時之馬達(1)或控制對象(3)的位置檢測值，來算出與定位性能相關之評估值；以及學習部(44)，係獨立地變更根據位置指令參數所決定之加速區間與減速區間中之加速度的形狀的各形狀，並且學習在執行複數次定位控制之情形時之位置指令參數與評估值之關係，以學習位置指令參數與評估值之關係而得到學習結果。

Description

定位控制裝置及定位方法

本發明係關於對控制對象進行定位控制之定位控制裝置及定位方法。

在如電子零件構裝機或半導體製造裝置般之藉由伺服馬達的驅動使屬於控制對象的工作頭重複地移動之裝置中，為了提升生產性能而對伺服馬達要求高速的控制。於伺服馬達高速地動作時，有時會產生由裝置的低剛性所起因之機械振動。在此情形下，若適當地調整伺服馬達之位置指令的指令形狀，則即使在受到機械振動的影響之狀況下，亦可實現高速的定位控制。因此，係要求適當地調整位置指令的指令形狀。

用以調整伺服馬達的指令形狀之先前技術，係有人提出下述專利文獻1、專利文獻2及專利文獻3的各文獻所記載之技術。專利文獻1係揭示一種在使用了控制對象的模型之模擬中，藉由重複進行採用了遺傳性演算法之指令形狀的探索與控制對象的模型之回應的評估，而找出模擬中的最適指令形狀之技術。專利文獻1所揭示之技術為使用了模擬之指令形狀的調整手段。

專利文獻2係揭示一種在模擬中找出最適指令形狀後，使用實際機器來進行指令形狀的探索之技術。專利文獻2所揭示之技術的特徵在於在使用實際機器之指令形狀的探索中，係根據模擬中所找到之最適指令形狀來決定探索範圍。專利文獻1及專利文獻2皆揭示活用模擬來進行指令形狀的調整之技術。

專利文獻3係揭示一種預先準備複數個指令形狀並予以保持，然後對於此等複數個指令形狀，一一來執行採用了實際機器之定位動作以調查其回應，並探索顯示出良好的回應之指令形狀之技術。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1] 日本特開2004-240609號公報 [專利文獻2] 日本特開2009-122779號公報 [專利文獻3] 日本特開2016-19304號公報

[發明所欲解決之課題]

如上述所說明，專利文獻1及專利文獻2皆揭示活用模擬來進行指令形狀的調整之技術。專利文獻1所揭示之技術為對實際機器的回應進行模擬以進行指令形狀的最適化之技術，但為了對實際機器的回應進行模擬，需具有實際機器的數學模型。一般而言，由於數學模型含有模型化誤差，所以數學模型難以完全重現實際機器的回應。由於模擬中所找到之最適值與實際機器的最適值相異，故即使將模擬中所找到之最適指令形狀適用在實際機器，實際機器亦不會顯示出如期待般的良好回應。亦即，於專利文獻1所揭示之技術中，存在有於實際機器中無法得到使定位控制達到高速化之良好的指令形狀之課題。

專利文獻2所揭示之技術係在進行模擬後使用實際機器來進行指令形狀的調整。於該技術中，由於根據模擬的結果來決定調整時的探索範圍，所以可能例如因模型化誤差的影響而使探索範圍未被適當地設定。亦即，於專利文獻2所揭示之技術中，含有良好的指令形狀之範圍可能未被設定作為探索範圍。

專利文獻3所揭示之技術係對預先準備之複數個指令形狀，一一來執行採用了實際機器之定位動作以調查其回應，並找出最良好的指令形狀。由於使伺服馬達進行動作之指令形狀的模式存在有許多種，所以在對所有預先準備之複數個指令形狀執行採用了實際機器之定位動作時，定位動作的次數大幅增加。即使為了降低定位動作的次數而欲縮小設定指令形狀的探索範圍，由於未賦予可適當地設定探索範圍之手段，所以有在探索範圍中不存在顯示良好的回應之指令形狀之可能性。亦即，於專利文獻3所揭示之技術中，存在有無法找出良好的指令形狀之課題。

如上述所說明，於先前技術中，無法有效率地進行使定位控制達到高速化之指令形狀的調整。

本發明係鑑於上述情況而創作出，其目的在於得到一種有效率地進行用以使定位控制達到高速化之指令形狀的調整之定位控制裝置。 [用以解決課題之技術手段]

為了解決上述課題並達成目標，本發明為一種驅動馬達以使控制對象僅移動目標移動距離之定位控制裝置，並具有：位置指令生成部，係根據位置指令參數來生成用以決定加速區間及減速區間之加速度的形狀之位置指令；以及驅動控制部，係以使前述馬達或前述控制對象的位置檢測值跟隨前述位置指令之方式來驅動前述馬達。本發明更具有評估部，其係根據關於前述控制對象之定位控制的執行時之前述馬達或前述控制對象的位置檢測值，來算出與定位性能相關之評估值。本發明更具有學習部，其係獨立地變更根據前述位置指令參數所決定之加速區間與減速區間中之加速度的形狀的各形狀，並且學習在執行複數次定位控制之情形時之前述位置指令參數與前述評估值之關係，而得到於規定前述位置指令參數的上限值及下限值之參數範圍中之顯示前述位置指令參數與前述評估值之關係的關係式作為學習結果。 [發明之效果]

根據本發明，可得到能夠有效率地進行用以使定位控制達到高速化之指令形狀的調整之效果。

以下係根據圖面來詳細說明本發明的實施形態之定位控制裝置及定位方法。惟本發明並不限定於實施形態。

實施形態1. 第1圖為顯示實施形態1之定位控制裝置10的構成之圖。定位控制裝置10為驅動馬達1以使控制對象3僅移動目標移動距離之裝置，並且連接於馬達1與位置檢測器4。馬達1經介滾珠螺桿2將扭矩及推力賦予至控制對象3以使控制對象3移動。馬達1只要是可驅動控制對象3者即可。馬達1的例子有旋轉型伺服馬達、線性馬達或步進馬達。

控制對象3係藉由馬達1僅移動期望的目標移動距離。控制對象3為需進行定位控制之機械或零件。控制對象3的例子有電子零件構裝機或半導體製造裝置的工作頭部分。

位置檢測器4係檢測馬達1的旋轉位置或控制對象3的位置，並將顯示出位置檢測值之資訊輸出至定位控制裝置10。位置檢測值為藉由位置檢測器4所進行之檢測的結果。位置檢測器4的例子為編碼器或線性標度尺。

運轉條件17係從定位控制裝置10的外部被賦予至定位控制裝置10。運轉條件17係包含用以驅動馬達1之目標移動距離之資訊。目標移動距離為控制對象3移動時之期望的距離。定位控制裝置10係以滿足運轉條件17之方式來執行關於控制對象3的定位控制。

定位控制裝置10係具有位置指令生成部11，其係根據決定位置指令的形狀之位置指令參數，來生成用以驅動馬達1以使控制對象3僅移動目標移動距離之該位置指令。位置指令生成部11係根據位置指令參數來生成用以決定加速區間及減速區間的加速度形狀之位置指令。定位控制裝置10更具有驅動控制部12，其係以使馬達1或控制對象3的位置檢測值跟隨藉由位置指令生成部11所生成之位置指令之方式來驅動馬達1。

定位控制裝置10更具有評估部13，其係根據關於控制對象3之定位控制的執行時之馬達1或控制對象3的位置檢測值，來算出用以評估驅動控制部12所為之定位控制的好壞之評估值。評估部13係根據關於控制對象3之定位控制的執行時之馬達1或控制對象3的位置檢測值，來算出與定位性能相關之評估值。

定位控制裝置10更具有學習部14，其係於規定位置指令參數的上限值及下限值之參數範圍內變更位置指令參數，並且學習在執行複數次關於控制對象3的定位控制之情形時之位置指令參數、與藉由評估部13所算出之評估值之關係，而得到學習結果。學習部14係獨立地變更根據位置指令參數所決定之加速區間與減速區間中之加速度的形狀的各形狀，並且學習在執行複數次定位控制之情形的位置指令參數與評估值之關係，並學習位置指令參數與評估值之關係而得到學習結果。進一步來說，學習部14係根據學習結果來決定位置指令參數。

定位控制裝置10更具有學習結果保持部15，其係對包含顯示出目標移動距離之資訊之運轉條件17、與藉由學習部14所得到之學習結果賦予關聯性而保持。學習結果保持部15的一部分為記憶部。記憶部的例子為半導體記憶體。定位控制裝置10更具有參數範圍設定部16，其係根據藉由學習結果保持部15所保持之運轉條件17、與學習結果，來變更參數範圍。以下進一步說明位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15及參數範圍設定部16。

位置指令生成部11係根據位置指令參數與運轉條件17，生成馬達1的位置指令並輸出。位置指令參數為規定位置指令的指令形狀之參數。第2圖為顯示實施形態1中所使用之位置指令、及位置指令的一階微分之速度指令、及位置指令的二階微分之加速度指令、以及加速度指令的一階微分之急動度(加加速度)(jerk)之各個形狀的例子之圖。第2圖係顯示在包含顯示出目標移動距離之資訊之運轉條件17被賦予至定位控制裝置10之情形時的各指令及急動度之形狀的例子。

如第2圖所示，實施形態1之加速度指令在從第1區間至第3區間為止中為顯示加速方向的梯形形狀之指令，在第4區間中為0，在從第5區間至第7區間為止中為顯示減速方向的梯形形狀之指令。第1區間顯示加速開始的區間，第3區間顯示加速結束的區間，第5區間顯示減速開始的區間，第7區間顯示減速結束的區間。將第m區間的時間長設為第m時間長Tm。m為1至7為止之整數。亦即，第1區間的時間長為第1時間長T1。

於第2圖的加速度指令中，從第1區間至第3區間為止之加速區間的梯形形狀、與從第5區間至第7區間為止之減速區間的梯形形狀亦可不一致。亦可將加速區間的第1時間長T1與第3時間長T3設為0，而將加速度指令的形狀設為矩形形狀。於實施形態1中，從第1時間長T1至第7時間長T7為止的7個參數為位置指令參數。指令形狀係根據位置指令參數與目標移動距離來決定。指令形狀的計算方法如後述。

驅動控制部12係以使馬達1的旋轉位置跟隨位置指令之方式將電流供給至馬達1。例如，驅動控制部12從位置檢測器4取得顯示馬達1的旋轉位置之資訊，並以使馬達1的旋轉位置與位置指令之偏差變小之方式，根據PID(Proportional-Integral-Differential：比例積分微分)控制來計算供給至馬達1之電流之值，並將藉由計算所得到之值的電流供給至馬達1。驅動控制部12只要是可使馬達1的旋轉位置跟隨位置指令者即可，可為任意者。例如，驅動控制部12亦可進行將前饋控制加入於回饋控制之雙自由度控制。

驅動控制部12亦可不以使馬達1的旋轉位置跟隨位置指令之方式來驅動馬達1，而是檢測控制對象3的位置作為用於回饋控制的訊號，並以使控制對象3的位置跟隨位置指令之方式來驅動馬達1。

評估部13係從位置檢測器4中接收屬於由位置檢測器4所進行之檢測的結果之位置檢測值，並藉由後述方法來計算用以評估驅動控制部12所為之定位控制的好壞之評估值Q並輸出。驅動控制部12係根據位置指令進行動作，位置指令根據位置指令參數而被計算。因此，藉由評估部13所算出之評估值Q係與位置指令參數之值相依。亦即，評估值Q可視為用以評估位置指令參數之指標。

接著說明評估值Q的具體計算方法。將從定位控制的開始至目標移動距離與位置檢測值之偏差的大小小於預定的容許值IMP之定位完成為止之時間，設為定位時間Tst。在定位時間Tst較小之情形時，以使評估值Q顯示出較大值之方式來設定下述式(1)。

[數1]

根據式(1)，定位時間Tst愈小，評估值Q成為愈大之值。亦即，於實施形態1中，評估值Q為愈大之值，位置指令參數可視為愈優良。惟評估值Q只要是可評估定位控制者即可，並不限定於藉由式(1)所特定者。例如亦可將定位時間Tst本身設為評估值Q，並判定評估值Q為愈小之值則位置指令參數愈優良。

學習部14係以評估值Q與參數範圍作為輸入，學習位置指令參數與評估值Q之關係並輸出學習結果。具體而言，於學習部14中，係構成有以位置指令參數作為輸入且以評估值Q作為輸出之類神經網路，並且學習部14係更新類神經網路的加權係數以進行學習。在更新加權係數來進行學習之情形時，類神經網路係輸出對應於位置指令參數之評估值Q的良好推測值。學習部14係使用類神經網路來得到以位置指令參數作為輸入且以評估值Q作為輸出之函數，藉此得到位置指令參數與評估值Q之關係式作為學習結果。學習部14只要是可學習位置指令參數與評估值Q之關係，則亦可不藉由使用類神經網路之方法來學習位置指令參數與評估值Q之關係。

學習部14係從所規定之參數範圍中，選出用以執行下一次定位控制之位置指令參數並輸出。學習部14在下一個位置指令參數的選出時，可根據學習結果來選出顯示優良的評估值之位置指令參數，亦可從等間隔地刻劃各位置指令參數之網格(grid)點中依序選出位置指令參數。學習部14係具有根據位置指令參數來更新用以計算評估值Q之函數的功能。

學習結果保持部15係以學習部14的學習結果作為輸入，並對學習結果與目標移動距離賦予關聯性而保持。學習結果保持部15係根據屬於學習結果之位置指令參數與評估值Q之關係式，並藉由數值計算來求取評估值Q成為最大之位置指令參數。例如，學習結果保持部15係使用網格探索、亂數探索或牛頓法之最適化演算法，來求取使評估值Q成為最大之位置指令參數。

學習結果保持部15係求取使評估值Q成為最大之位置指令參數作為優良參數(第一優良參數)，並對優良參數與目標移動距離賦予關聯性而輸出。惟學習結果保持部15在滿足位置指令參數與評估值Q之關係式的位置指令參數中，不須求取評估值Q的真正最大值之位置指令參數。學習結果保持部15只需將顯示出滿足預定的基準之良好的定位控制之位置指令參數設為優良參數即可。學習結果保持部15具有將一個以上的位置指令參數保持作為優良參數之功能。

參數範圍設定部16係根據優良參數與運轉條件17所包含之資訊所顯示之目標移動距離，來決定用以規定位置指令參數的上限值及下限值之參數範圍。參數範圍設定部16係根據藉由學習部14所得到之學習結果，來設定用以規定位置指令參數的上限值及下限值之參數範圍。參數範圍設定部16係將較藉由學習結果保持部15所保持之優良參數更小之值設為參數範圍的下限，並且將較優良參數更大之值設為參數範圍的上限，來設定參數範圍。

在運轉條件17所包含之資訊所顯示之目標移動距離經變更之情形時，參數範圍設定部16係根據過去已執行學習後之目標移動距離來進行插值計算，並推測出對應於變更後的目標移動距離之插值點的優良參數。除此之外，參數範圍設定部16係將較所推測之插值點的優良參數更小之值設為參數範圍的下限，並且將較所推測之插值點的優良參數更大之值設為參數範圍的上限，來設定參數範圍。

例如，參數範圍設定部16係預先生成顯示出目標移動距離與優良參數之關係之1次函數式，若目標移動距離被變更，則根據所生成之1次函數式來求取關於變更後的目標移動距離之優良參數的推測值。參數範圍設定部16係將較優良參數的推測值更大之值設為上限值，將較優良參數的推測值更小之值設為下限值。於存在複數個位置指令參數之情形時，參數範圍設定部16係對複數個位置指令參數的各個設定上限值及下限值。

參數範圍設定部16只要是可得到對應於新的目標移動距離之優良參數的推測值，則亦可根據顯示出優良參數與目標移動距離之關係之1次函數式以外的規則來計算優良參數的推測值。

接著進一步說明實施形態1之定位控制裝置10的功能。學習部14係在由參數範圍所決定之範圍內決定1組位置指令參數，並將所決定之位置指令參數輸出至位置指令生成部11。位置指令生成部11係根據所輸入之位置指令參數來計算位置指令。

以下說明位置指令的計算方法。將第2區間之加速度的大小定為Aa，將第6區間之加速度的大小定為Ad。由於第2區間之加速度的大小Aa與第6區間之加速度的大小Ad為位置指令參數的因變數，所以此等並無設定自由度。位置指令生成部11係使用下述式(2)、式(3)或式(4)來分別計算「0≦t＜T1」範圍的時間t中之第1區間的加速度指令A1、速度指令V1、及位置指令P1。

[數2]

[數3]

[數4]

位置指令生成部11係使用下述式(5)、式(6)或式(7)來分別計算「T1≦t＜T1+T2」範圍的時間t中之第2區間的加速度指令A2、速度指令V2、及位置指令P2。

[數5]

[數6]

[數7]

位置指令生成部11係使用下述式(8)、式(9)或式(10)來分別計算「T1+T2≦t＜T1+T2+T3」範圍的時間t中之第3區間的加速度指令A3、速度指令V3、及位置指令P3。

[數8]

[數9]

[數10]

位置指令生成部11係使用下述式(11)、式(12)或式(13)來分別計算「T1+T2+T3≦t＜T1+T2+T3+T4」範圍的時間t中之第4區間的加速度指令A4、速度指令V4、及位置指令P4。

[數11]

[數12]

[數13]

位置指令生成部11係使用下述式(14)、式(15)或式(16)來分別計算「T1+T2+T3+T4≦t＜T1+T2+T3+T4+T5」範圍的時間t中之第5區間的加速度指令A5、速度指令V5、及位置指令P5。

[數14]

[數15]

[數16]

位置指令生成部11係使用下述式(17)、式(18)或式(19)來分別計算「T1+T2+T3+T4+T5≦t＜T1+T2+T3+T4+T5+T6」範圍的時間t中之第6區間的加速度指令A6、速度指令V6、及位置指令P6。

[數17]

[數18]

[數19]

位置指令生成部11係使用下述式(20)、式(21)或式(22)來分別計算「T1+T2+T3+T4+T5+T6≦t＜T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7」範圍的時間t中之第7區間的加速度指令A7、速度指令V7、及位置指令P7。

[數20]

[數21]

[數22]

於終端時間t= T1+T2+T3+T4+T5+T6+T7中，速度指令必須與0一致，位置指令必須與目標移動距離D一致。因此，於終端時間中，下述式(23)及式(24)成立。

[數23]

[數24]

從上述式(5)及式(17)來決定第2區間之加速度的大小Aa與第6區間之加速度的大小Ad。如上述般，指令形狀係根據指令參數與目標移動距離D來計算。

如以上所述，此外如第2圖所示，於第1區間、第3區間、第5區間及第7區間中，加速度為時間的一次函數。因此於此等區間中，如第2圖所示，加速度的一階微分之急動度為非零的一定值。亦即，第1時間長T1、第3時間長T3、第5時間長T5及第7時間長T7可視為用以決定使急動度成為非零的一定值之時間者。非零的一定值為大於0之一定值或小於0之一定值。

於此等區間中，亦可選擇指定急動度的大小之參數來取代時間長。例如在將第1區間中之急動度的大小定為J1時，如下述式(25)所示，急動度J1可使用第1時間長T1來算出。

[數25]

亦即，將使急動度成為非零的一定值之區間的時間定為參數者，與將使急動度成為非零的一定值之區間之急動度的大小定為參數者為等效。如此，規定指令形狀之參數的選擇方式具有任意性，規定指令形狀之參數的選擇並不限定於上述方法。

如上述般，於實施形態1之位置指令生成部11所執行之指令生成方法中，為了規定指令形狀而使用7個位置指令參數。與藉由先前技術中所常用之加速度及速度的2個參數來規定指令形狀之方法相比，實施形態1中之調整的自由度較先前更高。因此，只要可適當地調整位置指令參數，則即使在受到載置有控制對象3之裝置的機械振動的影響之狀況下，定位控制裝置10亦可實現顯示出良好的回應之定位控制。

另一方面，在載置有控制對象3之裝置的操作者使該裝置動作，並且藉由嘗試錯誤以人手來調整上述7個參數之情形時，需耗費相對較大的勞力及相對較長的時間。以下係說明藉由使定位控制裝置10具有評估部13、學習部14及學習結果保持部15，定位控制裝置10可在不需使操作者進行嘗試錯誤下適當地調整位置指令參數之內容。

根據評估部13及學習部14的動作，係重複地執行：由學習部14所進行之位置指令參數的變更、使用了經變更之位置指令參數之定位控制、以及由評估部13所進行之評估值Q的計算。接著說明進行此重複執行之評估部13及學習部14的動作。

學習部14係在規定位置指令參數的上限值及下限值之參數範圍內選出位置指令參數。以下說明執行3次評估部13及學習部14的動作，並評估至第3組為止的位置指令參數之過程。將第1組的位置指令參數表示為位置指令參數Pr1，將第2組的位置指令參數表示為位置指令參數Pr2，將第3組的位置指令參數表示為位置指令參數Pr3。3組位置指令參數的各組具有從第1時間長T1至第7時間長T7為止的7個參數。

第3圖為顯示於實施形態1中，使用根據從第1組至第3組為止的位置指令參數所生成之各指令形狀來進行定位控制之情形時，目標移動距離與位置檢測值之偏差的時間回應之圖。第3圖(a)顯示使用第1組的位置指令參數之情形時之偏差的時間回應。第3圖(b)顯示使用第2組的位置指令參數之情形時之偏差的時間回應。第3圖(c)顯示使用第3組的位置指令參數之情形時之偏差的時間回應。

從學習部14輸出第1組的位置指令參數Pr1，位置指令生成部11根據第1組的位置指令參數Pr1來生成位置指令。使用根據第1組的位置指令參數Pr1所生成之位置指令來執行定位控制。評估部13係根據此情形時的位置檢測值來取得對應於第1組的位置指令參數Pr1之定位時間Tst1。將從定位控制的開始至目標移動距離與位置檢測值之偏差的大小小於預定的容許值IMP之定位完成為止之時間，設為定位時間。對應於第1組的位置指令參數Pr1之評估值Q1係使用下述式(26)來計算。

[數26]

學習部14係接收評估值Q1並將位置指令參數變更為第2組的位置指令參數Pr2。學習部14在變更位置指令參數時，可根據使用了第1組的位置指令參數Pr1之定位控制的結果來選出第2組的位置指令參數Pr2，亦可不論使用了第1組的位置指令參數Pr1之定位控制的結果為何，皆如預定般地選出第2組的位置指令參數Pr2。

學習部14變更位置指令參數，則會使用根據第2組的位置指令參數Pr2所生成之位置指令來執行定位控制。評估部13係根據此情形時的位置檢測值來取得對應於第2組的位置指令參數Pr2之定位時間Tst2。將從定位控制的開始至目標移動距離與位置檢測值之偏差的大小小於預定的容許值IMP之定位完成為止之時間，設為定位時間。對應於第2組的位置指令參數Pr2之評估值Q2係使用下述式(27)來計算。

[數27]

學習部14係接收評估值Q2並將位置指令參數變更為第3組的位置指令參數Pr3。評估部13係與得到評估值Q1及評估值Q2之步驟相同，根據定位時間Tst3並使用下述式(28)來計算評估值Q3。

[數28]

學習部14係接收評估值Q3。如第3圖所示，在假定得到Tst2＜Tst1＜Tst3之結果時，於3個評估值中，評估值Q2為最大值。藉由至目前為止之評估部13及學習部14的動作，學習部14係得到對應於3組位置指令參數Pr1、位置指令參數Pr2及位置指令參數Pr3之評估值Q1、評估值Q2及評估值Q3。

如上述般，評估部13及學習部14係重複實施取得對應於位置指令參數之評估值Q的動作。

學習部14係以位置指令參數、與對應於位置指令參數之評估值Q作為學習用資料，來進行使用類神經網路之學習。第4圖為顯示實施形態1中所使用之類神經網路之圖。該類神經網路具有輸入層、中間層及輸出層。於左端的輸入層輸入位置指令參數，並從右端的輸出層輸出評估值Q。從輸入層的各節點相對於中間層的各節點之加權係數，全部皆可獨立地設定，惟在第4圖中，此等全部皆以同一加權係數W1來表示。同樣的，從中間層的各節點相對於輸出層的各節點之加權係數全部皆以同一加權係數W2來表示。

將加權係數W1乘算於輸入層之各節點的輸出值，由乘算所得到之結果的線性組合被輸入於中間層的各節點。將加權係數W2乘算於中間層之各節點的輸出值，由乘算所得到之結果的線性組合被輸入於輸出層的節點。於各層的各節點中，例如可藉由S型函數(Sigmoid Function)之非線性函數從輸入值來計算輸出值。於輸入層及輸出層中，輸出值亦可為輸入值的線性組合。

學習部14係使用位置指令參數與評估值Q來計算類神經網路的加權係數W1及加權係數W2。類神經網路的加權係數W1及加權係數W2可使用誤差反傳播法或梯度下降法來計算。惟只要是可得到類神經網路的加權係數之計算方法即可，加權係數W1及加權係數W2的計算方法並不限於上述方法。

只要決定了類神經網路的加權係數，則可得到位置指令參數與評估值Q之關係式。至目前為止係顯示使用3層的類神經網路來進行學習之例子。惟使用類神經網路之學習並不限定於上述例子。

藉由至目前為止之評估部13及學習部14的動作，可得到由類神經網路所求取之關係式作為學習結果。

接著進一步說明學習結果保持部15。如上述般若藉由評估部13及學習部14的動作而得到由類神經網路所求取之關係式，則可得到以位置指令參數作為輸入且以評估值Q作為輸出之函數來作為學習結果。若使用此學習結果，即使不對新的位置指令參數執行定位控制，亦可得到對應於該新的位置指令參數之評估值Q。

學習結果保持部15係根據屬於學習結果之位置指令參數與評估值Q之關係式，並藉由數值計算來求取評估值Q成為最大之位置指令參數。此時，學習結果保持部15例如使用網格探索、亂數探索或牛頓法之最適化演算法。

如上述般，可藉由評估部13及學習部14的動作來學習指令參數與評估值之關係。除此之外，根據學習結果保持部15的動作，可使用學習結果來找出使評估值Q成為最大之優良的位置指令參數。若使用此學習結果，即使不實施定位控制，亦可取得對應於位置指令參數之評估值Q，因此，定位控制裝置10即使未進行使用優良參數之定位控制，亦可找出優良參數。因此，定位控制裝置10可在不需使操作者進行嘗試錯誤下適當地調整位置指令參數。

接著進一步說明參數範圍設定部16。如上述般，學習結果保持部15係根據學習結果來求取使評估值Q成為最大之位置指令參數，並將所求取之位置指令參數設為優良參數。學習結果保持部15係一同保持運轉條件17所包含之資訊所顯示之目標移動距離D、與優良參數。在複數個不同的運轉條件中進行學習之情形時，學習結果保持部15係保持對應於複數個目標移動距離D之複數個優良參數。

參數範圍設定部16係根據學習結果保持部15所保持之運轉條件17與學習結果，來設定參數範圍。接著使用第5圖來說明藉由參數範圍設定部16所進行之參數範圍的設定方法。第5圖為顯示實施形態1中之目標移動距離D與優良參數之關係之圖表。於第5圖中，優良參數是以目標移動距離D的一維函數來表現。

在此係假定已實施關於目標移動距離D1及目標移動距離D2之學習，並且找出對應於目標移動距離D1之優良參數Pex1與對應於目標移動距離D2之優良參數Pex2且保持在學習結果保持部15之情況。在此狀況下，係假定對於和目標移動距離D1及目標移動距離D2皆相異之目標移動距離D3進行學習之情況。學習結果保持部15係使用下述式(29)進行插值計算以推測對應於目標移動距離D3之優良參數Pex3。

[數29]

如式(29)所示，學習結果保持部15係使用過去的2個學習結果來進行線性插值以作為推測優良參數Pex3之插值方法。然而，學習結果保持部15亦可不進行線性插值，而是藉由採用樣條插值(spline interpolation)或拉格朗日(Lagrange)插值之方法來推測優良參數Pex3。

參數範圍設定部16係使用所推測之優良參數Pex3，並使用下述式(30)或式(31)來計算參數範圍的上限值UL與下限值LL。

[數30]

[數31]

上述上限值UL及下限值LL的計算方法為上限值UL及下限值LL之計算方法的一例。上限值UL及下限值LL的計算方法只要是計算出大於所推測之優良參數Pex3之值作為上限值UL，計算出小於優良參數Pex3之值作為下限值LL之方法即可，並不限定於上述計算方法。

參數範圍設定部16將藉由計算所得到之上限值UL及下限值LL設為新的參數範圍的上限值及下限值，來變更參數範圍。

如上述所說明，由於參數範圍設定部16根據學習結果來計算參數範圍的上限值UL及下限值LL，所以定位控制裝置10不須為了變更參數範圍而使裝置的操作者進行嘗試錯誤。

在目標移動距離D經變更之情形時，參數範圍設定部16可將對應於變更後的目標移動距離D之優良參數之推測值的周邊數值設為參數範圍，以縮小參數範圍。因此，參數範圍設定部16可藉由更少之定位控制的嘗試次數來找出優良參數。所以定位控制裝置10可在短時間內進行位置指令之指令形狀的調整。

於實施形態1中，係顯示用以規定指令形狀之位置指令參數的個數為7個之例子。對於藉由更多的參數來賦予更高的設計自由度之情形，亦可適用實施形態1之方法。對於設計自由度較小之情形，亦可適用實施形態1之方法。

於實施形態1中，為了建構位置指令參數與評估值Q之關係式，係使用類神經網路。然而，只要是可得到位置指令參數與評估值Q之關係，則亦可不使用類神經網路。例如亦可藉由2次多項式般的單純函數來得到位置指令參數與評估值Q之關係，或是藉由高斯過程模型般的機率模型來得到位置指令參數與評估值Q之關係。

於實施形態1中，係已說明在變更目標移動距離時可適當地設定指令形狀的探索範圍，惟參數範圍設定部16所帶來之效果並不限於僅在變更目標移動距離時得到。例如在因裝置的連續運轉所導致之發熱或因長年劣化的影響而使裝置的機械振動特性產生變化之情形時，由於定位控制裝置10可探索藉由過去的學習所找出之優良參數的周邊數值，所以能夠以更少之定位控制的嘗試次數來找出對應於機械特性的變化之良好的位置指令參數。

實施形態1之定位控制裝置10即使在目標移動距離經變更之情形時，亦可適當地設定指令形狀的探索範圍，而可有效率地進行指令形狀的調整。

從上述內容來看，實施形態1之定位控制裝置10在探索使定位控制達到高速化之良好的指令形狀時，可適當地設定指令形狀的探索範圍，而可有效率地進行指令形狀的調整。

位置指令生成部11亦可以存在有加速度指令訊號成為大於零的一定值或小於零的一定值之時間之方式，來決定位置指令的訊號形狀，該加速度指令訊號係使位置指令的訊號經二次微分後之訊號。位置指令生成部11還可以存在有急動度訊號成為大於零的一定值或小於零的一定值之時間之方式，來決定位置指令的訊號形狀，該急動度訊號係使位置指令的訊號經三次微分後之訊號。位置指令生成部11亦可將顯示出急動度訊號成為大於零的一定值或小於零的一定值之時間之資訊，包含於位置指令參數。位置指令生成部11還可將顯示出在急動度訊號成為大於零的一定值或小於零的一定值之時間中之急動度訊號的大小之資訊，包含於位置指令參數。

於實施形態1中，學習部14係得到以位置指令參數作為輸入來計算評估值Q的推測值之函數作為學習結果，除此之外，亦可將定位控制所使用之位置指令參數與藉由執行定位控制所得到之評估值Q之組合，包含於學習結果。藉此，學習結果保持部15可從位置指令參數與藉由執行定位控制所得到之評估值Q之組合中，選出優良參數。

根據實施形態1之定位控制裝置10，藉由學習部14的學習所得到之位置指令參數係被設定在位置指令生成部(學習器)11，可藉由使位置指令生成部(學習器)11生成位置指令而實現高速的定位控制。

實施形態2. 實施形態1之定位控制裝置10即使在定位控制的目標移動距離經變更之情形時，亦適當地設定指令形狀的探索範圍，以有效率地探索指令形狀。於實施形態2中，則是說明即使在定位控制的目標停止位置經變更之情形時，亦可適當地設定指令形狀的探索範圍之定位控制裝置。

第6圖為顯示實施形態2之定位控制裝置20的構成之圖。如第6圖所示，定位控制裝置20係連接於馬達1與位置檢測器4。運轉條件27係從定位控制裝置20的外部被賦予至定位控制裝置20。運轉條件27係包含用以驅動馬達1之目標移動距離的資訊與目標停止位置的資訊。定位控制裝置20係以滿足運轉條件27之方式來執行定位控制。

定位控制裝置20係具有：位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部25及參數範圍設定部26。於實施形態2中，對於在實施形態1中已說明之構成要素，係省略其詳細說明。

學習結果保持部25係以學習部14的學習結果作為輸入，並對學習結果與目標停止位置賦予關聯性而保持。學習結果保持部25係根據屬於學習結果之位置指令參數與評估值之關係式，並藉由數值計算來求取評估值成為最大之位置指令參數。例如，學習結果保持部25係使用網格探索、亂數探索或牛頓法之最適化演算法，來求取使評估值成為最大之位置指令參數。學習結果保持部25係求取並保持使評估值成為最大之位置指令參數作為優良參數(第二優良參數)，並對優良參數與目標停止位置賦予關聯性而輸出。

學習結果保持部25亦可不將使評估值成為最大之位置指令參數設為優良參數，而是將顯示出良好的定位控制之位置指令參數設為優良參數。

參數範圍設定部26係根據優良參數與運轉條件27所包含之資訊所顯示之目標停止位置，來決定並輸出用以規定位置指令參數的上限值及下限值之參數範圍。在運轉條件27所包含之資訊所顯示之目標停止位置經變更之情形時，參數範圍設定部26係根據過去已執行學習後之目標停止位置來進行插值計算，並推測出對應於變更後的目標停止位置之插值點的優良參數。除此之外，參數範圍設定部26係將較所推測之插值點的優良參數更小之值設為參數範圍的下限，並且將較所推測之插值點的優良參數更大之值設為參數範圍的上限，來設定參數範圍。

具體而言，參數範圍設定部26係預先生成顯示出目標停止位置與優良參數之關係之1次函數式，若目標停止位置被變更，則根據所生成之1次函數式來求取關於變更後的目標停止位置之優良參數的推測值。參數範圍設定部26係將較優良參數的推測值更大之值設為上限值，將較優良參數的推測值更小之值設為下限值。於存在複數個位置指令參數之情形時，參數範圍設定部26係對複數個位置指令參數的各個設定上限值及下限值。

參數範圍設定部26只要是可得到對應於變更後的目標停止位置之優良參數的推測值，則亦可不生成顯示出優良參數與目標停止位置之關係之1次函數式，而是根據其他規則來進行計算。

除了參數範圍設定部26根據目標停止位置來決定參數範圍者之外，定位控制裝置20的動作係與實施形態1之定位控制裝置10的動作相同。因此，藉由評估部13、學習部14及學習結果保持部25的動作所得到之效果，係與實施形態1中所說明之效果相同。

學習結果保持部25係根據學習部14的學習結果來求取使評估值Q成為最大之位置指令參數，並將所求取之位置指令參數設為優良參數。學習結果保持部25係一同保持運轉條件27所包含之資訊所顯示之目標停止位置、與優良參數。在複數個不同的運轉條件中進行學習之情形時，學習結果保持部25係保持對應於複數個目標停止位置SP之複數個優良參數。

參數範圍設定部26係根據學習結果保持部25所保持之運轉條件27與學習結果，來設定參數範圍。接著使用第7圖來說明此時之參數範圍的設定方法。第7圖為顯示實施形態2中之目標停止位置SP與優良參數之關係之圖表。於第7圖中，優良參數是以目標停止位置SP的一維函數來表現。

在此係假定已實施關於目標停止位置SP1及目標停止位置SP2之學習，並且找出關於目標停止位置SP1之優良參數Pex1與關於目標停止位置SP2之優良參數Pex2且保持在學習結果保持部25之情況。在此狀況下，係假定對於和目標停止位置SP1及目標停止位置SP2皆相異之目標停止位置SP3進行學習之情況。使用下述式(32)來推測對應於目標停止位置SP3之優良參數Pex3。

[數32]

如式(32)所示，學習結果保持部25係使用過去的2個學習結果來進行線性插值以作為推測優良參數Pex3之插值方法。然而，學習結果保持部25亦可不進行線性插值，而是藉由採用樣條插值或拉格朗日插值之方法來推測優良參數Pex3。

參數範圍設定部26係使用所推測之優良參數Pex3，並使用下述式(33)或式(34)來計算參數範圍的上限值UL與下限值LL。

[數33]

[數34]

上述上限值UL及下限值LL的計算方法為上限值UL及下限值LL之計算方法的一例。上限值UL及下限值LL的計算方法只要是計算出大於所推測之優良參數Pex3之值作為上限值UL，計算出小於優良參數Pex3之值作為下限值LL之方法即可，並不限定於上述計算方法。

參數範圍設定部26將藉由計算所得到之上限值UL及下限值LL設為新的參數範圍的上限值及下限值，來變更參數範圍。

由於參數範圍設定部26根據學習結果來計算參數範圍的上限值UL及下限值LL，所以定位控制裝置20不須為了變更參數範圍而使裝置的操作者進行嘗試錯誤。

在目標停止位置SP經變更之情形時，定位控制裝置20可將對應於變更後的目標停止位置之優良參數之推測值的周邊數值設為參數範圍，以縮小參數範圍。因此，定位控制裝置20可藉由更少之定位控制的嘗試次數來找出優良參數。所以定位控制裝置20可在短時間內進行位置指令之指令形狀的調整。

在具有如滾珠螺桿機構或線性機構般的直接驅動型機構之裝置中的定位控制中，若控制對象3的停止位置相異，則起因於裝置的低剛性所產生之機械振動的特性亦相異。因此，即使目標移動量相同，當目標停止位置變更時，於先前技術中有時會因機械振動的影響而無法進行高速的定位控制。

實施形態2之定位控制裝置20即使在目標停止位置經變更之情形時，亦可適當地設定指令形狀的探索範圍，而可有效率地進行指令形狀的調整。

實施形態2之參數範圍設定部26係為了計算參數範圍而建構相對於目標停止位置之優良參數的關係式，惟亦可建構相對於目標停止位置與目標移動距離兩者之優良參數的關係式。在此情形時，即使目標停止位置與目標移動距離兩者經變更，參數範圍設定部26亦可推測相對於兩者之優良參數，並設定適當的參數範圍。

從上述內容來看，實施形態2之定位控制裝置20在探索使定位控制達到高速化之良好的指令形狀以進行調整時，可適當地設定指令形狀的探索範圍，而可有效率地進行指令形狀的調整。

實施形態3. 實施形態1之定位控制裝置10係探索使定位時間成為最小之指令形狀。於實施形態3中，則是說明即使在評估值的計算方法相異之情形時，亦可適當地設定指令形狀的探索範圍之定位控制裝置。

第8圖為顯示實施形態3之定位控制裝置30的構成之圖。如第8圖所示，定位控制裝置30係連接於馬達1與位置檢測器4。運轉條件17係從定位控制裝置30的外部被賦予至定位控制裝置30。運轉條件17係包含用以驅動馬達1之目標移動距離之資訊。定位控制裝置30係以滿足運轉條件17之方式來執行定位控制。

定位控制裝置30係具有：位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部33、學習部14、學習結果保持部15及參數範圍設定部16。於實施形態3中，對於在實施形態1中已說明之構成要素，係省略其詳細說明。

評估部33係以位置檢測值作為輸入，並藉由後述方法來計算用以評估驅動控制部12所為之定位控制的好壞之評估值Q並輸出。驅動控制部12係根據位置指令進行動作。位置指令根據位置指令參數而被計算。因此，藉由評估部33所算出之評估值Q係與位置指令參數之值相依。亦即，藉由評估部33所算出之評估值Q可視為用以評估位置指令參數之指標。

接著說明評估值Q的具體計算方法。在此，將從定位控制的開始至目標移動距離與位置檢測值之偏差的大小小於容許值IMP之定位完成為止之時間，設為定位時間。在定位時間Tst較小之情形時，係進行使評估值Q顯示出較大值之設定。於實施形態3中，亦對偏差的大小小於容許值IMP後之殘留振動之偏差的大小進行評估。

第9圖為顯示實施形態3中之偏差的時間回應之圖。如第9圖所示，將偏差的大小小於預定的第2容許值IMP2後之殘留振動之偏差的最大值，設為殘留振動振幅AMP。第2容許值IMP2的範圍較容許值IMP的範圍窄。在殘留振動振幅AMP的大小大於第2容許值IMP2之情形時，評估部33係將懲罰因子賦予至評估值Q。亦即，在殘留振動振幅AMP為預定的值以上之情形時，係進行減少評估值Q之計算，該殘留振動振幅AMP係馬達1或控制對象3的位置上之殘留振動的振幅。具體而言，評估部33係使用下述式(35)來計算評估值Q。

[數35]

γ為正值。max(x1,x2)為輸出2個引數x1與引數x2中之較大者的函數。

根據式(35)，從右邊的第1項來看，可得知定位時間Tst愈小，則評估值Q成為愈大之值，從右邊的第2項來看，可得知在殘留振動振幅AMP大於第2容許值IMP2之情形時，評估值Q成為較小之值。亦即，在定位時間Tst小且殘留振動振幅AMP小於第2容許值IMP2之情形時，評估值Q係成為較大之值，此時之位置指令參數可視為良好的位置指令參數。惟評估值Q只要是可評估定位控制者即可，亦可不使用式(35)來算出。

除了評估部33將殘留振動振幅AMP使用在評估值Q的計算者之外，定位控制裝置30的動作係與實施形態1之定位控制裝置10的動作相同。因此，根據學習部14、學習結果保持部15及參數範圍設定部16的動作所得到之效果，係與實施形態1中所說明之效果相同。

根據評估部33的動作，定位控制裝置30可將殘留振動振幅AMP抑制在小於第2容許值IMP2的大小之值，並且可實現使定位時間達到短時間化之定位控制。

第10圖為顯示於實施形態3中，使用第4組的位置指令參數與第5組的位置指令參數之情形時之偏差的時間回應之圖。第4組的「4」及第5組的「5」為用以將第4組及第5組與實施形態1之第1組至第3組為止者予以區分所賦予之數字，此等數字並無區分以外的涵義。第10圖(a)顯示使用第4組的位置指令參數之情形時之偏差的時間回應，第10圖(b)顯示使用第5組的位置指令參數之情形時之偏差的時間回應。

如第10圖所示，在對使用第4組的位置指令參數之情形時的定位時間Tst4與使用第5組的位置指令參數之情形時的定位時間Tst5進行比較時，Tst4＜Tst5。亦即，使用第4組的位置指令參數之情形時的定位時間Tst4較使用第5組的位置指令參數之情形時的定位時間Tst5短。惟由於使用第4組的位置指令參數之情形時的殘留振動振幅AMP4大於第2容許值IMP2，所以將懲罰因子賦予至評估值Q。第10圖(b)中，係顯示使用第5組的位置指令參數之情形時的殘留振動振幅AMP5。

此時以使下述式(36)成立之方式來預先設定γ，藉此可將較第4組位置指令參數的評估值Q4更大之值賦予至第5組位置指令參數的評估值Q5。

[數36]

除了評估值Q的計算方法之外，定位控制裝置30的動作係與實施形態1之定位控制裝置10的動作相同。因此，定位控制裝置30能夠以使評估值Q成為最大之方式來調整位置指令的指令形狀。

根據評估部33的動作，定位控制裝置30可在殘留振動振幅AMP滿足第2容許值IMP2之範圍中，調整使評估值Q成為最大之指令形狀。

在目標移動距離經變更之情形時，定位控制裝置30可將對應於變更後的目標移動距離之優良參數(第一優良參數)之推測值的周邊數值設定為參數範圍，以縮小參數範圍。因此，定位控制裝置30可藉由更少之定位控制的嘗試次數來找出優良參數。

於電子零件構裝機中，係在完成定位控制後進行電子零件的構裝。此時若在定位控制完成後的振動振幅較大，電子零件的構裝精度有時會惡化。亦即，除了定位時間小之外，亦要求定位控制完成後的殘留振動振幅小。

實施形態3之定位控制裝置30係可將定位控制完成後的殘留振動振幅抑制在第2容許值的範圍內，並且探索良好的指令形狀。

實施形態3中的評估部33在定位控制完成後之偏差的振幅的最大值大於第2容許值之情形時，係賦予懲罰因子。然而，懲罰因子的賦予方式並不限於上述方法。例如，評估部33可對殘留振動振幅成為極大時之複數個殘留振動振幅之值賦予懲罰因子，亦可以對僅在定位完成後的一定時間內之殘留振動振幅進行評估之方式，將關於時間的條件加入於參數。

從上述內容來看，實施形態3之定位控制裝置30在探索使定位控制達到高速化之良好的指令形狀時，可適當地設定指令形狀的探索範圍，而可有效率地進行指令形狀的調整。

第11圖為顯示藉由處理器71來實現實施形態1之定位控制裝置10所具有之位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16之一部分或全部的功能之情形時的處理器71之圖。亦即，位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16之一部分或全部的功能，可藉由用以執行被儲存於記憶體72之程式之處理器71來實現。

處理器71為CPU(Central Processing Unit：中央處理單元)、處理裝置、演算裝置、微處理器或DSP(Digital Signal Processor：數位訊號處理器)。於第11圖中亦顯示記憶體72。

在位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16之一部分或全部的功能藉由處理器71來實現之情形時，該一部分或全部的功能係藉由處理器71，與軟體、韌體、或軟體及韌體之組合來實現。軟體或韌體是以程式來記載，並儲存於記憶體72。處理器71係藉由讀取被記憶於記憶體72之程式並執行，來實現位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16之一部分或全部的功能。

在位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16之一部分或全部的功能藉由處理器71來實現之情形時，定位控制裝置10係具有記憶體72，其係用以儲存程式，該程式係使得由位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16的一部分或全部所執行之步驟最終被執行。儲存於記憶體72之程式可視為使電腦執行由位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16的一部分或全部所執行之步驟或方法者。

記憶體72例如為RAM(Random Access Memory：隨機存取記憶體)、ROM(Read Only Memory：唯讀記憶體)、快閃記憶體、EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory：可抹除可程式化唯讀記憶體)、EEPROM(註冊商標)(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory：電子式可抹除可程式化唯讀記憶體)等之非揮發性或揮發性的半導體記憶體，或是磁碟、軟碟、光磁碟、光碟、迷你光碟或DVD(Digital Versatile Disk：數位通用光碟)等。

第12圖為顯示藉由處理電路81來實現實施形態1之定位控制裝置10所具有之位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16的一部分或全部之情形時的處理電路81之圖。亦即，位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16的一部分或全部可藉由處理電路81來實現。

處理電路81為專用的硬體。處理電路81例如為單一電路、複合電路、經程式化之處理器、經並聯程式化之處理器、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：特殊應用積體電路)、FPGA(Field Programmable Gate Array：現場可程式閘陣列)或此等之組合。

位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16的一部分，可為另與剩餘部分不同之專用的硬體。

關於位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16的複數種功能，該複數種功能的一部分可藉由軟體或韌體來實現，且該複數種功能的剩餘部分可藉由專用的硬體來實現。如此，位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16的複數種功能，可藉由硬體、軟體、韌體或此等之組合來實現。

實施形態2之定位控制裝置20所具有之位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部25以及參數範圍設定部26之一部分或全部的功能，可藉由與處理器71為同等之處理器來實現。在該一部分或全部的功能藉由處理器來實現之情形時，定位控制裝置20係具有記憶體，其係用以儲存程式，該程式使得由位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部25以及參數範圍設定部26的一部分或全部所執行之步驟最終被執行。該記憶體為與記憶體72同等之記憶體。

實施形態2之定位控制裝置20所具有之位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部13、學習部14、學習結果保持部25以及參數範圍設定部26之一部分或全部的功能，可藉由與處理電路81為同等之處理電路來實現。

實施形態3之定位控制裝置30所具有之位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部33、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16之一部分或全部的功能，可藉由與處理器71為同等之處理器來實現。在該一部分或全部的功能藉由處理器來實現之情形時，定位控制裝置30係具有記憶體，其係用以儲存程式，該程式使得由位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部33、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16的一部分或全部所執行之步驟最終被執行。該記憶體為與記憶體72同等之記憶體。

實施形態3之定位控制裝置30所具有之位置指令生成部11、驅動控制部12、評估部33、學習部14、學習結果保持部15以及參數範圍設定部16之一部分或全部的功能，可藉由與處理電路81為同等之處理電路來實現。

實施形態4. 第13圖為顯示實施形態4之定位控制裝置40的構成之圖。於實施形態4中，對於在實施形態1中已說明之構成要素，係省略其詳細說明。定位控制裝置40係具有位置指令生成部41，其係根據決定位置指令的形狀之位置指令參數，來生成用以驅動馬達1以使控制對象3僅移動目標移動距離之該位置指令。位置指令生成部41具有實施形態1之位置指令生成部11所具有的功能。定位控制裝置40更具有驅動控制部12，其係以使馬達1或控制對象3的位置檢測值跟隨藉由位置指令生成部41所生成之位置指令之方式來驅動馬達1。

位置指令生成部41係生成馬達1的位置指令並輸出至驅動控制部12。位置指令參數為規定位置指令的指令形狀之參數。實施形態4中所使用之位置指令、及位置指令的一階微分之速度指令、及位置指令的二階微分之加速度指令、以及加速度指令的一階微分之急動度之各者的形狀，係與實施形態1中使用第2圖所顯示之形狀相同。於第2圖的加速度指令中，從第1區間至第3區間為止之加速區間的梯形形狀、與從第5區間至第7區間為止之減速區間的梯形形狀亦可不一致。可將加速區間的第1時間長T1與第3時間長T3設為0，而將加速度指令的形狀設為矩形形狀。從第1時間長T1至第7時間長T7為止的7個參數為位置指令參數。

定位控制裝置40更具有評估部43，其係根據關於控制對象3之定位控制的執行時之馬達1或控制對象3的位置檢測值，來算出用以評估驅動控制部12所為之定位控制的好壞之評估值。評估部43具有實施形態1之評估部13所具有的功能。定位控制裝置40更具有學習部44，其係變更位置指令參數並且學習在執行複數次關於控制對象3的定位控制之情形時之位置指令參數、與藉由評估部43所算出之評估值之關係，而得到學習結果。學習部44具有實施形態1之學習部14所具有的功能。以下進一步說明評估部43及學習部44。

評估部43係從位置檢測器4中接收屬於由位置檢測器4所進行之檢測的結果之位置檢測值，並藉由後述方法來計算用以評估驅動控制部12所為之定位控制的好壞之評估值Q並輸出。驅動控制部12係根據位置指令進行動作，位置指令根據位置指令參數而被計算。因此，藉由評估部43所算出之評估值Q係與位置指令參數之值相依。亦即，評估值Q可視為用以評估位置指令參數之指標。於實施形態4中，係以與實施形態1相同之方法來計算評估值Q，評估值Q為愈大之值，位置指令參數可視為愈優良。

學習部44係以評估值Q作為輸入並學習位置指令參數與評估值Q之關係而得到學習結果。具體而言，學習部44係更新用以推測對應於位置指令參數之評估值Q的平均值與分散值之函數來進行學習。學習部44可藉由進行學習，來計算並推測出對應於位置指令參數之評估值Q的平均值、與對應於位置指令參數之評估值Q的分散值。用以計算平均值與分散值之函數可使用高斯過程模型。如此，學習部44可得到位置指令參數與評估值Q之關係式。

學習部44係選出用以執行下一次定位控制之位置指令參數並輸出至位置指令生成部41。學習部44在下一個位置指令參數的選出時，可根據學習結果來選出評估值Q的平均值與分散值之和顯示最大值之位置指令參數。

學習部44係從由評估部43所得到之評估值Q中，將使評估值Q成為最大之位置指令參數輸出至位置指令生成部41，該評估值Q係藉由變更位置指令參數並藉由重複執行至結束預定的次數為止之定位控制而由評估部43所得到者。

在此進一步說明實施形態4之定位控制裝置40的功能。學習部44係決定1組的位置指令參數，並將所決定之位置指令參數輸出至位置指令生成部41。位置指令生成部41根據所輸入之位置指令參數來計算位置指令。與實施形態1的位置指令生成部11相同，位置指令生成部41係為了規定指令形狀而使用7個位置指令參數。與藉由先前技術中所常用之加速度及速度的2個參數來規定指令形狀之方法相比，實施形態4中之調整的自由度較先前更高。因此，只要可適當地調整位置指令參數，則即使在受到載置有控制對象3之裝置的機械振動的影響之狀況下，定位控制裝置40亦可實現顯示出良好的回應之定位控制。

另一方面，在載置有控制對象3之裝置的操作者使該裝置動作並且藉由嘗試錯誤以人手來調整上述7個參數之情形時，需耗費相對較大的勞力及相對較長的時間。以下係說明藉由使定位控制裝置40具有評估部43及學習部44，定位控制裝置40可在不需使操作者進行嘗試錯誤下適當地調整位置指令參數之內容。

根據評估部43及學習部44的動作，係重複地執行：由學習部44所進行之位置指令參數的變更、使用了經變更之位置指令參數之定位控制、以及由評估部43所進行之評估值Q的計算。接著說明進行此重複執行之評估部43及學習部44的動作。

第14圖為顯示實施形態4之定位控制裝置40於調整位置指令參數時之動作的步驟之流程圖。於步驟S1中，於位置指令生成部41設定位置指令參數的初期值。位置指令參數的初期值可為任意值。於步驟S2中，係藉由根據步驟S1中所設定之位置指令參數所計算之位置指令來執行定位控制。

於步驟S3中，評估部43計算評估值Q。於步驟S4中，定位控制裝置40判定是否已結束預定的次數之定位控制。於第14圖的步驟S4中，預定的次數係記載為「既定次數」。在定位控制裝置40判定已結束預定的次數之定位控制之情形時(S4中為是)，定位控制裝置40的動作移往步驟S7。在定位控制裝置40判定尚未結束預定的次數之定位控制之情形時(S4中為否)，定位控制裝置40的動作移往步驟S5。於步驟S5中，學習部44係根據位置指令參數與所取得之評估值Q，更新用以計算評估值Q的平均值與評估值Q的分散值之函數。

於步驟S6中，學習部44係根據步驟S5中經更新後的函數，求取使評估值Q的平均值與分散值之和成為最大之位置指令參數。為了藉由步驟S6中所求取之位置指令參數來再次執行定位控制以得到評估值，定位控制裝置40的動作係移往步驟S1。另一方面，於步驟S4中，在定位控制裝置40判定已結束預定的次數之定位控制之情形時(S4中為是)，為得到預定的數目之評估值Q之狀態。

於步驟S7中，定位控制裝置40從預定的數目之評估值Q中，選出使評估值Q成為最大之位置指令參數並設定在位置指令生成部41。在結束步驟S7的動作時，結束位置指令參數的調整。

如上述般，學習部44於步驟S5中學習指令參數與評估值之關係，而能夠得到對應於位置指令參數之評估值Q的平均值與分散值。學習部44於步驟S6中求取使評估值Q的平均值與分散值之和成為最大之位置指令參數。所求取之位置指令參數係被使用在下一次的定位控制。

接著說明將平均值與分散值之和成為最大之位置指令參數用在下一次的定位控制所得到之效果。第15圖為用以說明藉由實施形態4之定位控制裝置40所得到之效果之第1圖。第16圖為用以說明藉由實施形態4之定位控制裝置40所得到之效果之第2圖。

在此係說明在執行2次評估部43及學習部44的動作後，選出第3組的位置指令參數之過程。第1組的位置指令參數表示為位置指令參數Pr11，第2組的位置指令參數表示為位置指令參數Pr12，第3組的位置指令參數表示為位置指令參數Pr13。

為了進行說明，第15圖及第16圖係一維地簡化位置指令參數來顯示。在執行了2次評估部43及學習部44的動作之情形時，如第15圖的圓形標記所示，係得到對應於位置指令參數Pr11之評估值Q11、與對應於位置指令參數Pr12之評估值Q12。學習部44根據所得到之評估值Q11與評估值Q12來進行學習，並更新用以計算對應於位置指令參數之評估值Q的平均值與分散值之函數。

第15圖所示之顯示平均值之曲線、以及顯示平均值與分散值之和之曲線，係根據藉由學習部44所得到之函數來計算。如第15圖所示，如位置指令參數Pr11與位置指令參數Pr12之中間點般，由於距離所取得之資料愈遠，評估值的不確實性愈高，所以分散值增大。藉由學習部44的動作，評估值Q的平均值與分散值之和成為最大之對應於第15圖的星形標記之位置指令參數Pr13，係被選出作為下一個位置指令參數。

使用位置指令參數Pr13來計算位置指令並進行定位控制，其結果如第16圖所示，可得到評估值Q13。評估值Q13係假定為大於評估值Q11及評估值Q12之值。於此階段中結束調整之情形時，由於評估值Q13為最大，所以在調整結束時點中，位置指令參數Pr13成為最優良的參數。

在此係暫定在選出第3組的位置指令參數之階段中，並非選出評估值Q的平均值與分散值之和的最大值，而是選出評估值Q之平均值的最大值之情形。於第15圖中，由於平均值之曲線的最大值並非位置指令參數Pr13之點，所以不會選出位置指令參數Pr13作為第3組的位置指令參數。因此，在選出評估值Q之平均值的最大值之情形時，可能會無法選出優良參數。

如上述般，分散值在相距於過去所取得之資料的距離為較遠之點上，有增大之傾向。平均值在根據過去所取得之資料而推測為良好之點上，有增大之傾向。亦即，定位控制裝置40藉由將評估值Q的平均值與分散值之和成為最大之點選出作為下一個位置指令參數，可良好地保持用以得到相對較大的評估值Q之探索與運行之均衡，於調整的結束時可找出獲得相對較大的評估值Q之位置指令參數。

因此，實施形態4之定位控制裝置40可在不需使操作者進行嘗試錯誤下適當地調整位置指令參數。從上述內容來看，定位控制裝置40可有效率地進行使定位控制達到高速化之良好的指令形狀的調整。

於實施形態4中，定位控制裝置40係選出評估值Q的平均值與分散值之和成為最大之點，作為下一個位置指令參數。然而，定位控制裝置40亦可選出：對應於將分散值的2倍加算於評估值Q的平均值後之值成為最大之點的位置指令參數，作為下一個位置指令參數。定位控制裝置40亦可使用經學習所得到之評估函數的平均值與分散值，來計算EI (Expected Improvement：期望進步)函數、PI(Probability of Improvement：改善機率)函數或其他獲取函數。

於實施形態4中，定位控制裝置40係選出評估值Q的平均值與分散值之和成為最大之點，作為下一個位置指令參數。定位控制裝置40在找出此時評估值Q的平均值與分散值之和成為最大之點時，可從等間隔地刻劃各位置指令參數之網格點中依序計算評估值Q的平均值與分散值，並於網格中選出評估值Q的平均值與分散值成為最大之位置指令參數。此外，定位控制裝置40在找出評估值Q的平均值與分散值之和成為最大之點時，亦可藉由依據虛擬亂數函數之亂數探索，來選出評估值Q的平均值與分散值成為最大之位置指令參數。

實施形態5. 實施形態4之定位控制裝置40係使用位置指令參數與評估值Q之關係式來變更位置指令參數，並藉此適當地調整位置指令參數。於實施形態5中，則是說明使用虛擬亂數函數來適當地調整位置指令參數之定位控制裝置。

第17圖為顯示實施形態5之定位控制裝置50的構成之圖。於實施形態5中，對於在實施形態1中已說明之構成要素，係省略其詳細說明。定位控制裝置50係具有位置指令生成部51，其係根據決定位置指令的形狀之位置指令參數，來生成用以驅動馬達1以使控制對象3僅移動目標移動距離之該位置指令。位置指令生成部51具有實施形態1之位置指令生成部11所具有的功能。定位控制裝置50更具有驅動控制部12，其係以使馬達1或控制對象3的位置檢測值跟隨藉由位置指令生成部51所生成之位置指令之方式來驅動馬達1。

位置指令生成部51係生成馬達1的位置指令並輸出至驅動控制部12。位置指令參數為規定位置指令的指令形狀之參數。實施形態5中所使用之位置指令、及位置指令的一階微分之速度指令、及位置指令的二階微分之加速度指令、以及加速度指令的一階微分之急動度之各者的形狀，係與實施形態1中使用第2圖所顯示之形狀相同。於第2圖的加速度指令中，從第1區間至第3區間為止之加速區間的梯形形狀、與從第5區間至第7區間為止之減速區間的梯形形狀亦可不一致。亦可將加速區間的第1時間長T1與第3時間長T3設為0，而將加速度指令的形狀設為矩形形狀。從第1時間長T1至第7時間長T7為止的7個參數為位置指令參數。

定位控制裝置50更具有評估部13，其係根據關於控制對象3之定位控制的執行時之馬達1或控制對象3的位置檢測值，來算出用以評估驅動控制部12所為之定位控制的好壞之評估值。定位控制裝置50更具有學習部54，其係變更位置指令參數並且學習在執行複數次關於控制對象3的定位控制之情形時之位置指令參數、與藉由評估部13所算出之評估值之關係，而得到學習結果。學習部54具有實施形態1之學習部14所具有的功能。

學習部54係使用虛擬亂數函數來變更由位置指令生成部51所生成之位置指令，且於執行複數次定位控制之每次時取得評估值Q，並學習位置指令參數與評估值Q之關係。學習部54係根據虛擬亂數函數，來獨立地變更根據位置指令參數所決定之加速區間及減速區間的各區間之加速度的形狀。

具體而言，學習部54係使用PSO(Particle Swarm Optimization：粒子群最佳化)。PSO為對散布於參數空間內之各粒子計算評估值Q，並使用虛擬亂數函數來重複更新各粒子於參數空間內的位置，藉此學習位置指令參數與評估值Q之關係，並且找出使評估值Q取得較大值之位置指令參數之方法。1個粒子對應於1個位置指令參數。例如在粒子數為10個且更新次數為100次之情形時，係執行合計1000次的定位控制，並得到1000個位置指令參數與評估值Q之組。

將更新前之粒子的位置設為x(i)，更新後之粒子的位置設為x(i+1)之情形時，更新後之粒子的位置x(i+1)係藉由以下式來計算。「i」為自然數。 x(i+1)= x(i)+v(i+1) v(i+1)=w×v(i)+c1×r1×(xp - x(i))+c2×r2×(xg - x(i))

上述式中，w、c1、c2的各值為常數，可設定為小於1之值。r1及r2的各值為使用虛擬亂數函數而從0以上1以下的範圍中所設定之虛擬亂數。xp為在各粒子至第i個為止前所得到之評估值Q中，使評估值Q成為最大之位置指令參數。xg為在所有粒子至第i個為止前所得到之評估值Q中，使評估值Q成為最大之位置指令參數。

x(i)及v(i)的各個初期值係使用虛擬亂數函數隨機地決定。學習部54一面在至第i個為止前所得到之評估值Q成為最大之位置指令參數的方向上進行探索，一面藉由虛擬亂數函數來變更位置指令參數，藉此可良好地保持用以得到較大的評估值Q之探索與運行之均衡，於調整的結束時可找出獲得較大的評估值Q之位置指令參數。

學習部54可藉由各粒子之位置的更新，來學習位置指令參數與評估值Q之關係，並且找出使評估值Q取得較大值之位置指令參數。學習部54係得到位置指令參數與評估值Q之關係作為學習結果，惟亦可得到位置指令參數與評估值Q之組的列表作為學習結果，亦可得到位置指令參數與評估值Q之關係式作為學習結果。

於實施形態5中，係使用PSO作為根據虛擬亂數函數之位置指令參數的變更方法。然而，亦可使用採用了例如GA(genetic algorithm：遺傳演算法)或SA(simulated annealing：模擬退火法)之虛擬亂數函數的演算法來取代PSO。學習部54亦可藉由亂數搜尋來變更位置指令參數。不論為何，學習部54皆可得到位置指令參數與評估值Q之關係作為學習結果。

如上述所說明，學習部54係學習位置指令參數與評估值Q之關係，並且可找出使評估值Q取得較大值之位置指令參數。亦即，學習部54係根據學習結果來變更定位控制所使用之位置指令參數。因此，定位控制裝置50可在不需使操作者進行嘗試錯誤下適當地調整位置指令參數。

從上述內容來看，實施形態5之定位控制裝置50可有效率地進行使定位控制達到高速化之良好的指令形狀的調整。

實施形態6. 實施形態4之定位控制裝置40係使用位置指令參數與評估值Q之關係式來變更位置指令參數，並藉此適當地調整位置指令參數。於實施形態6中，則是說明藉由具有模擬控制對象的動作之動作模擬部，來適當地調整位置指令參數之定位控制裝置。

第18圖為顯示實施形態6之定位控制裝置60的構成之圖。於實施形態6中，對於在實施形態1中已說明之構成要素，係省略其詳細說明。定位控制裝置60係具有位置指令生成部61，其係根據決定位置指令的形狀之位置指令參數，來生成用以驅動馬達1以使控制對象3僅移動目標移動距離之該位置指令。位置指令生成部61具有實施形態1之位置指令生成部11所具有的功能。定位控制裝置60更具有驅動控制部12，其係以使馬達1或控制對象3的位置檢測值跟隨藉由位置指令生成部61所生成之位置指令之方式來驅動馬達1。

定位控制裝置60更具有評估部13，其係根據關於控制對象3之定位控制的執行時之馬達1或控制對象3的位置檢測值，來算出用以評估驅動控制部12所為之定位控制的好壞之評估值。定位控制裝置60更具有學習部64，其係變更位置指令參數並且學習在執行複數次關於控制對象3的定位控制之情形時之位置指令參數、與藉由評估部13所算出之評估值之關係，而得到學習結果。學習部64具有實施形態1之學習部14所具有的功能。

定位控制裝置60更具有動作模擬部68，其係以位置指令參數作為輸入，並對學習部64指示位置指令參數的再次選出。動作模擬部68係模擬在以第18圖的動作模擬對象68a所示之範圍內所包含之要素的動作。亦即，動作模擬部68係以位置指令參數作為輸入，來模擬顯示出馬達1的旋轉位置或控制對象3的位置之位置檢測值的訊號。具體而言，動作模擬部68係根據位置指令參數來模擬控制對象3的動作，在模擬結果滿足事前所設定的限制條件之情形時，將模擬動作時所使用之位置指令參數輸出至位置指令生成部61。

動作模擬部68係根據用以模擬位置檢測值之訊號、與事前所設定的限制條件，判定是否需進行位置指令參數的再次計算，在判定需進行再次計算之情形時，係將再次計算位置指令參數之指示的再次計算指示賦予至學習部64。以下進一步說明學習部64及動作模擬部68。

學習部64係以評估值Q作為輸入並學習位置指令參數與評估值Q之關係而得到學習結果。具體而言，學習部64係更新用以計算對應於位置指令參數之評估值Q的平均值與分散值之函數來進行學習。學習部64可藉由進行學習，來推測出對應於位置指令參數之評估值Q的平均值、與對應於位置指令參數之評估值Q的分散值。用以計算平均值與分散值之函數可使用高斯過程模型。如上述般，學習部64得到位置指令參數與評估值Q之關係式。

學習部64係選出用以執行下一次定位控制之位置指令參數並輸出至動作模擬部68。學習部64在下一個位置指令參數的選出時，可根據學習結果來選出評估值Q的平均值與分散值之和顯示最大值之位置指令參數。

動作模擬部68係接收在學習部64中所選出之位置指令參數，並根據用以模擬位置檢測值之訊號與事前所設定的限制條件，判定是否需進行位置指令參數的再次計算，在判定需進行再次計算之情形時，係將再次計算位置指令參數之指示的再次計算指示賦予至學習部64。

在用以模擬位置檢測值之訊號的振幅為預定的值以上之情形時，動作模擬部68亦可以將再次計算指示賦予至學習部64，以再次計算位置指令參數。在用以模擬位置檢測值之訊號到達目標移動距離之值的時間為預定的時間以上之情形時，動作模擬部68亦可以將再次計算指示賦予至學習部64，以再次計算位置指令參數。亦即，動作模擬部68係在不驅動馬達1且不執行定位控制下，簡單地評估位置指令參數，並在評估值成為預定的不良之較小值的情形時，使學習部64再次選出位置指令參數。

在賦予了位置指令參數的再次計算指示之情形時，學習部64係根據學習結果來選出評估值Q的平均值與分散值之和成為第2大的值之位置指令參數。動作模擬部68再次接收位置指令參數，並判定是否需進行再次計算。

在藉由學習部64及動作模擬部68的動作簡單地評估位置指令參數，並判斷評估值為不良之較小值的情形時，係變更位置指令參數。定位控制裝置60可藉由依據學習部64及動作模擬部68的動作所進行之位置指令參數的變更，來降低定位控制的執行次數，並且可有效率地調整位置指令參數。

動作模擬部68可藉由僅判定對應於所輸入之位置指令參數之評估值Q的大小，來降低定位控制的執行次數。動作模擬部68不一定需進行精密之控制對象的模擬。例如，可將低通濾波器適用在位置指令後之訊號，作為模擬位置檢測值之訊號。

於實施形態6中，動作模擬部68係根據用以模擬位置檢測值之訊號，來判定是否需進行位置指令參數的再次計算。然而，動作模擬部68的動作並不限於此。第18圖所示之動作模擬對象68a所包含的要素並不限於該要素。例如，動作模擬部68亦可模擬被賦予至馬達1之電流的值，並於所模擬之電流的值為預定值以上之情形時，指示進行位置指令參數的再次計算。

動作模擬部68亦可模擬從位置指令參數所生成之位置指令，在用以模擬位置指令之訊號到達目標移動距離之值的時間為預定的時間以上之情形時，指示進行位置指令參數的再次計算。動作模擬部68亦可對將低通濾波器適用在位置指令後之訊號進行微分以模擬速度指令或加速度指令，在用以模擬速度指令或加速度指令之訊號的最大值為預定值以上之情形時，指示進行位置指令參數的再次計算。

因此，實施型態6之定位控制裝置60可在不需使操作者進行嘗試錯誤下適當地調整位置指令參數。從上述內容來看，定位控制裝置60可有效率地進行使定位控制達到高速化之良好的指令形狀的調整。

上述實施型態1至6之定位控制裝置10、定位控制裝置20、定位控制裝置30、定位控制裝置40、定位控制裝置50及定位控制裝置60的一部分或全部，可藉由位置指令參數來獨立地設定加速的開始、加速的結束、減速的開始及減速的結束之各時點中之加速度大小當中的2個以上。

實施形態4之定位控制裝置40所具有之位置指令生成部41、驅動控制部12、評估部43及學習部44之一部分或全部的功能，可藉由與處理器71為同等之處理器來實現。在該一部分或全部的功能藉由處理器來實現之情形時，定位控制裝置40係具有記憶體，其係用以儲存程式，該程式係使由位置指令生成部41、驅動控制部12、評估部43及學習部44的一部分或全部所執行之步驟最終被執行。該記憶體為與記憶體72同等之記憶體。

實施形態4之定位控制裝置40所具有之位置指令生成部41、驅動控制部12、評估部43及學習部44之一部分或全部的功能，可藉由與處理電路81為同等之處理電路來實現。

實施形態5之定位控制裝置50所具有之位置指令生成部51、驅動控制部12、評估部13及學習部54之一部分或全部的功能，可藉由與處理器71為同等之處理器來實現。在該一部分或全部的功能藉由處理器來實現之情形時，定位控制裝置50係具有記憶體，其係用以儲存程式，該程式係使由位置指令生成部51、驅動控制部12、評估部13及學習部14的一部分或全部所執行之步驟最終被執行。該記憶體為與記憶體72同等之記憶體。

實施形態5之定位控制裝置50所具有之位置指令生成部51、驅動控制部12、評估部13及學習部54之一部分或全部的功能，可藉由與處理電路81為同等之處理電路來實現。

實施形態6之定位控制裝置60所具有之位置指令生成部61、驅動控制部12、評估部13、學習部64及動作模擬部68之一部分或全部的功能，可藉由與處理器71為同等之處理器來實現。在該一部分或全部的功能藉由處理器來實現之情形時，定位控制裝置60係具有記憶體，其係用以儲存程式，該程式係使由位置指令生成部61、驅動控制部12、評估部13、學習部64及動作模擬部68的一部分或全部所執行之步驟最終被執行。該記憶體為與記憶體72同等之記憶體。

實施形態6之定位控制裝置60所具有之位置指令生成部61、驅動控制部12、評估部13、學習部64及動作模擬部68之一部分或全部的功能，可藉由與處理電路81為同等之處理電路來實現。

以上的實施形態所示之構成係顯示本發明之內容的一例，且可與其他一般所知的技術組合，並且亦可在不脫離本發明的主旨之範圍內省略或變更構成的一部分。

1:馬達 2:滾珠螺桿 3:控制對象 4:位置檢測器 10、20、30、40、50、60:定位控制裝置 11、41、51、61:位置指令生成部 12:驅動控制部 13、33、43:評估部 14、44、54、64:學習部 15、25:學習結果保持部 16、26:參數範圍設定部 17、27:運轉條件 68:動作模擬部 68a:動作模擬對象 71:處理器 72:記憶體 81:處理電路 AMP、AMP4、AMP5:殘留振動振幅 D、D1~D3:目標移動距離 IMP、IMP2:容許值 LL:下限值 Tst、Tst1~Tst5:定位時間 T1~T7:時間長 Pex1~Pex3:優良參數 Pr11~Pr13:位置指令參數 Q、Q11~Q13:評估值 SP、SP1~SP3:目標停止位置 UL:上限值 W1、W2:加權係數

第1圖為顯示實施形態1之定位控制裝置的構成之圖。 第2圖為顯示實施形態1中所使用之位置指令、及位置指令的一階微分之速度指令、及位置指令的二階微分之加速度指令、以及加速度指令的一階微分之急動度(加加速度)(jerk)之各個形狀的例子之圖。 第3圖為顯示於實施形態1中，使用根據從第1組至第3組為止的位置指令參數所生成之各指令形狀來進行定位控制之情形時，目標移動距離與位置檢測值之偏差的時間回應之圖。 第4圖為顯示實施形態1中所使用之類神經網路之圖。 第5圖為顯示實施形態1中之目標移動距離與優良參數之關係之圖表。 第6圖為顯示實施形態2之定位控制裝置的構成之圖。 第7圖為顯示實施形態2中之目標停止位置與優良參數之關係之圖表。 第8圖為顯示實施形態3之定位控制裝置的構成之圖。 第9圖為顯示實施形態3中之偏差的時間回應之圖。 第10圖為顯示於實施形態3中，使用第4組的位置指令參數與第5組的位置指令參數之情形時之偏差的時間回應之圖。 第11圖為顯示藉由處理器來實現實施形態1之定位控制裝置所具有之位置指令生成部、驅動控制部、評估部、學習部、學習結果保持部以及參數範圍設定部之一部分或全部的功能之情形時的處理器之圖。 第12圖為顯示藉由處理電路來實現實施形態1之定位控制裝置所具有之位置指令生成部、驅動控制部、評估部、學習部、學習結果保持部以及參數範圍設定部之一部分或全部的功能之情形時的處理電路之圖。 第13圖為顯示實施形態4之定位控制裝置的構成之圖。 第14圖為顯示實施形態4之定位控制裝置於調整位置指令參數時之動作的步驟之流程圖。 第15圖為用以說明藉由實施形態4之定位控制裝置所得到之效果之第1圖。 第16圖為用以說明藉由實施形態4之定位控制裝置所得到之效果之第2圖。 第17圖為顯示實施形態5之定位控制裝置的構成之圖。 第18圖為顯示實施形態6之定位控制裝置的構成之圖。

1:馬達

2:滾珠螺桿

3:控制對象

4:位置檢測器

12:驅動控制部

40:定位控制裝置

41:位置指令生成部

43:評估部

44:學習部

Claims (13)

1. 一種定位控制裝置，其係驅動馬達以使控制對象僅移動目標移動距離之定位控制裝置，並具備： 位置指令生成部，係根據位置指令參數來生成用以決定加速區間及減速區間之加速度的形狀之位置指令； 驅動控制部，係以使前述馬達或前述控制對象的位置檢測值跟隨前述位置指令之方式來驅動前述馬達； 評估部，係根據關於前述控制對象之定位控制的執行時之前述馬達或前述控制對象的位置檢測值，來算出與定位性能相關之評估值；以及 學習部，係獨立地變更根據前述位置指令參數所決定之加速區間與減速區間中之加速度的形狀的各形狀，並且學習在執行複數次定位控制之情形時之前述位置指令參數與前述評估值之關係，而得到於規定前述位置指令參數的上限值及下限值之參數範圍中之顯示前述位置指令參數與前述評估值之關係的關係式，來作為學習結果。
2. 如申請專利範圍第1項所述之定位控制裝置，其中前述學習部係得到：輸出對應於前述位置指令參數之前述評估值的推測值之函數、或是輸出前述評估值之平均值與分散值的推測值之函數，來作為前述學習結果。
3. 一種定位控制裝置，其係驅動馬達以使控制對象僅移動目標移動距離之定位控制裝置，並具備： 位置指令生成部，係根據位置指令參數來生成用以決定加速區間及減速區間之加速度的形狀之位置指令； 驅動控制部，係以使前述馬達或前述控制對象的位置檢測值跟隨前述位置指令之方式來驅動前述馬達； 評估部，係根據關於前述控制對象之定位控制的執行時之前述馬達或前述控制對象的位置檢測值，來算出與定位性能相關之評估值；以及 學習部，係根據所執行之定位控制中所使用的位置指令參數中使評估值成為最大之位置指令參數與虛擬亂數函數，來獨立地變更根據前述位置指令參數所決定之加速區間與減速區間中之加速度的形狀的各形狀，並且學習在執行複數次定位控制之情形時之前述位置指令參數與前述評估值之關係，來得到學習結果。
4. 一種定位控制裝置，其係驅動馬達以使控制對象僅移動目標移動距離之定位控制裝置，並具備： 位置指令生成部，係生成位置指令，該位置指令係根據位置指令參數來決定加速區間及減速區間之加速度的形狀之位置指令，且係具有在加速區間及減速區間的各區間中使急動度的大小成為非零的一定值之區間者； 驅動控制部，係以使前述馬達或前述控制對象的位置檢測值跟隨前述位置指令之方式來驅動前述馬達； 評估部，係根據關於前述控制對象之定位控制的執行時之前述馬達或前述控制對象的位置檢測值，來算出與定位性能相關之評估值；以及 學習部，係獨立地變更根據前述位置指令參數所決定之加速區間與減速區間中之加速度的形狀的各形狀，並且學習在執行複數次定位控制之情形時之前述位置指令參數與前述評估值之關係，而得到前述位置指令參數與前述評估值之關係來作為學習結果。
5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之定位控制裝置，其更具備動作模擬部，該動作模擬部係根據前述位置指令參數來模擬前述控制對象的動作，在模擬結果滿足事前所設定的限制條件之情形時，將模擬動作時所使用之位置指令參數輸出至前述位置指令生成部。
6. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之定位控制裝置，其更具備參數範圍設定部，該參數範圍設定部係根據藉由前述學習部所得到之前述學習結果，來設定用以規定前述位置指令參數的上限值及下限值之參數範圍。
7. 如申請專利範圍第6項所述之定位控制裝置，其更具備學習結果保持部，該學習結果保持部係對包含顯示出前述目標移動距離之資訊之運轉條件、與藉由前述學習部所得到之前述學習結果賦予關聯性而保持； 前述學習結果保持部係保持一個以上的前述位置指令參數作為優良參數； 前述參數範圍設定部係將較藉由前述學習結果保持部所保持之前述優良參數更小之值設為前述參數範圍的下限，並且將較前述優良參數更大之值設為前述參數範圍的上限，來設定前述參數範圍。
8. 如申請專利範圍第6項所述之定位控制裝置，其更具備學習結果保持部，該學習結果保持部係對包含顯示出前述目標移動距離之資訊之運轉條件、與藉由前述學習部所得到之前述學習結果賦予關聯性而保持； 前述學習結果保持部係保持使前述評估值成為最大之前述位置指令參數作為第一優良參數； 在前述運轉條件所包含之前述資訊所顯示之前述目標移動距離經變更之情形時，前述參數範圍設定部係根據過去已執行學習後之目標移動距離來進行插值計算，並推測出對應於變更後的目標移動距離之插值點的第一優良參數，將較所推測之前述插值點的第一優良參數更小之值設為前述參數範圍的下限，並且將較所推測之前述插值點的第一優良參數更大之值設為前述參數範圍的上限，來設定前述參數範圍。
9. 如申請專利範圍第6項所述之定位控制裝置，其更具備學習結果保持部，該學習結果保持部係對包含前述控制對象之目標停止位置的資訊之運轉條件、與藉由前述學習部所得到之前述學習結果賦予關聯性而保持； 前述學習結果保持部係保持使前述評估值成為最大之前述位置指令參數作為第二優良參數； 在前述運轉條件所包含之前述資訊所顯示之前述目標停止位置經變更之情形時，前述參數範圍設定部係根據過去已執行學習後之目標停止位置來進行插值計算，並推測出對應於變更後的目標停止位置之插值點的第二優良參數，將較所推測之前述插值點的第二優良參數更小之值設為前述參數範圍的下限，並且將較所推測之前述插值點的第二優良參數更大之值設為前述參數範圍的上限，來設定前述參數範圍。
10. 如申請專利範圍第1至4項中任一項所述之定位控制裝置，其中前述位置指令生成部為設定有藉由前述學習部的學習所得到之位置指令參數以生成前述位置指令之學習器。
11. 一種定位方法，其係驅動馬達以使控制對象僅移動目標移動距離之定位方法，並包含： 根據位置指令參數來生成用以決定加速區間及減速區間之加速度的形狀之位置指令之步驟； 以使前述馬達或前述控制對象的位置檢測值跟隨前述位置指令之方式來驅動前述馬達之步驟； 根據關於前述控制對象之定位控制的執行時之前述馬達或前述控制對象的位置檢測值，來算出與定位性能相關之評估值之步驟；以及 獨立地變更根據前述位置指令參數所決定之加速區間與減速區間中之加速度的形狀的各形狀，並且學習在執行複數次定位控制之情形時之前述位置指令參數與前述評估值之關係，而學習於規定前述位置指令參數的上限值及下限值之參數範圍中之顯示前述位置指令參數與前述評估值之關係的關係式，並根據學習結果來決定新的位置指令參數之步驟。
12. 一種定位方法，其係驅動馬達以使控制對象僅移動目標移動距離之定位方法，並包含： 根據位置指令參數來生成用以決定加速區間及減速區間之加速度的形狀之位置指令之步驟； 以使前述馬達或前述控制對象的位置檢測值跟隨前述位置指令之方式來驅動前述馬達之步驟； 根據關於前述控制對象之定位控制的執行時之前述馬達或前述控制對象的位置檢測值，來算出與定位性能相關之評估值之步驟；以及 根據所執行之定位控制中所使用的位置指令參數中使評估值成為最大之位置指令參數、與虛擬亂數函數，來獨立地變更根據前述位置指令參數所決定之加速區間與減速區間中之加速度的形狀的各形狀，並且學習在執行複數次定位控制之情形時之前述位置指令參數與前述評估值之關係，並根據學習結果來決定新的位置指令參數之步驟。
13. 一種定位方法，其係驅動馬達以使控制對象僅移動目標移動距離之定位方法，並包含： 生成位置指令之步驟，該位置指令係根據位置指令參數來決定加速區間及減速區間之加速度的形狀之位置指令，且係具有在加速區間及減速區間的各區間中使急動度的大小成為非零的一定值之區間者； 以使前述馬達或前述控制對象的位置檢測值跟隨前述位置指令之方式來驅動前述馬達之步驟； 根據關於前述控制對象之定位控制的執行時之前述馬達或前述控制對象的位置檢測值，來算出與定位性能相關之評估值之步驟；以及 獨立地變更根據前述位置指令參數所決定之加速區間與減速區間中之加速度的形狀的各形狀，並且學習在執行複數次定位控制之情形時之前述位置指令參數與前述評估值之關係，並根據學習結果來決定新的位置指令參數之步驟。

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