WO2024034211A1

WO2024034211A1 - モータ制御装置および方法

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Publication number: WO2024034211A1
Application number: PCT/JP2023/018479
Authority: WO
Inventors: 輝朋近藤; 雄介上井; 裕理高野
Original assignee: 株式会社日立産機システム
Priority date: 2022-08-08
Filing date: 2023-05-17
Publication date: 2024-02-15
Also published as: TW202408147A; JP2024023060A

Abstract

モータ制御装置に関して、上位システムと下位システムとの間でも制御パラメータの調整を実現できる技術を提供する。上位システム１のコントローラ１０は、上位制御指令Ａ１と、上位制御応答Ａ４との演算に基づいた上位制御偏差Ａ２を、第１制御器５１に入力して、第１制御ゲインに基づいたサーボ制御指令Ａ３を出力する。モータ制御装置であるサーボアンプ２０は、第２制御器５２と、電力変換器２３と、制御ゲイン推定器２７とを有する。モータ制御装置は、サーボ制御指令Ａ３と、上位制御応答Ａ４とに基づいた信号を第２制御器５２に入力し、第２制御器５２から出力された信号を電力変換器２３に入力し、電力変換器２３から出力された信号をモータ３０に供給する。制御ゲイン推定器２７は、サーボ制御指令Ａ３と、上位制御偏差Ａ２または上位制御指令Ａ１とを入力し、第１制御ゲインを推定する。

Description

モータ制御装置および方法

　本開示は、モータを駆動制御するモータ制御装置、特に、サーボ制御を行うサーボアンプ等の技術に関する。

　モータに接続されるモータ制御装置であるサーボアンプ（言い換えるとサーボドライバ等）は、モータのサーボ制御を行う機能を有する。なお、モータとサーボアンプとを含むシステムや装置を、サーボモータ、サーボモータシステム等と記載する場合もある。

　サーボモータが組み込まれるアプリケーションやシステムは数多く存在する。多くのアプリケーションでは、制御パラメータのフィッティングがされることにより、高効率や高応答にすることが図られる。しかし、制御パラメータのフィッティング（言い換えると調整や設定）には、専門の知識および経験を必要とする。また、専門の知識や経験を有する者がフィッティングを行っても、時間が長くかかる場合がある。

　サーボモータに関する制御パラメータの調整に関する先行技術例として、特開２００３－２０４６８９号公報（特許文献１）が挙げられる。特許文献１には、サーボモータの制御装置として、「オートチューニング中にも位置決め時間を短くする」旨や、「サーボモータの動作状況に応じて制御ゲインを、モータ速度がある設定速度未満のとき位置比例ゲインＫｐと速度比例ゲインＫｖと推定負荷イナーシャＪとがＫｐ＜（Ｋｖ／Ｊ）／４なる関係をもつように設定」する旨等が記載されている。

特開２００３－２０４６８９号公報

　モータ制御装置であるサーボアンプについて、制御パラメータのフィッティングや調整などを、より容易に行うことができるようにして、システムの高効率や高応答を実現することが求められる。

　特許文献１のような先行技術例では、サーボモータシステムが自システム内のみで制御パラメータの推定・調整を行う例については記載されているが、サーボモータシステムとアプリケーションやコントローラ等の上位システムとの間で制御パラメータの推定・調整を行う方法については記載されていない。

　説明上、サーボモータシステム（すなわちモータとサーボアンプ）、もしくはサーボアンプを下位システム（あるいは下位装置）とし、サーボモータシステムを使用・制御するアプリケーションやコントローラ等を上位システム（あるいは上位装置）とする。上位システムに下位システムが接続されることで、あるシステムの全体が構成される。このシステムでは、上位システムのコントローラなどは、下位システムのサーボアンプに指令を与え、その指令に従ってサーボアンプがモータを駆動制御する。

　しかしながら、上位システムと下位システムとで管轄が異なり、主に下位システムのみが操作可能である場合がある。その場合、下位システムであるサーボモータシステムによる制御パラメータの調整の有効範囲は、下位システム内のみに限られる。先行技術例のような方法の場合、下位システムであるサーボモータシステムが、上位システムとの間で制御パラメータの調整を行うことは難しい。管轄の例として、事業者は、サーボアンプを製造・販売し、保守などを行う。事業者に対し、顧客は、上位システム、例えば工場の製造システム等におけるアプリケーションやコントローラ（例えばプログラマブル・ロジック・コントローラ）などを管理する。

　また、上位システムのコントローラなどと、下位システムのサーボアンプとにおいて、制御パラメータの単位系が異なる場合もある。その場合、下位システムであるサーボモータシステムは、単位系が異なる制御パラメータについての調整は難しい。先行技術例の方法のようなパラメータのチューニングは、上位システムと下位システムとが連動する場合、言い換えると、上位システムも操作可能である場合で、かつ、それらの単位系が同じである場合のみに、有効な方法である。

　そのため、サーボアンプの制御パラメータの調整について、上位システムと下位システムとの管轄が別で、主に下位システムのみが操作可能である場合、下位システム内での調整に限られ、上位システムを考慮した範囲での制御パラメータの調整はできない。また、上位システムと下位システムとで単位系が不一致の場合、その不一致を解消するためには、制御パラメータの手動調整が必要になる場合があり、効率が良くない。

　本開示の目的は、サーボモータシステムのサーボアンプ、言い換えるとモータ制御装置に関して、管轄が異なる上位システムと下位システムとの間でも、制御パラメータの調整を実現できる技術を提供することである。

　本開示のうち代表的な実施の形態は以下に示す構成を有する。実施の形態のモータ制御装置は、上位システムからのサーボ制御指令に基づいてモータを駆動制御するモータ制御装置であって、前記上位システムは、サーボ制御の第１制御ゲインが設定されている第１制御器を有し、上位制御指令と、前記モータからの信号に基づいた上位制御応答との演算に基づいた上位制御偏差を、前記第１制御器に入力して、前記第１制御ゲインに基づいた前記サーボ制御指令を出力し、前記モータ制御装置は、前記サーボ制御のための第２制御器と、前記モータを駆動する信号を生成する電力変換器と、前記第１制御器の前記第１制御ゲインを推定する制御ゲイン推定器と、を有し、前記モータ制御装置は、前記サーボ制御指令と、前記上位制御応答とに基づいた信号を前記第２制御器に入力し、前記第２制御器から出力された信号を前記電力変換器に入力し、前記電力変換器から出力された信号を前記モータに供給し、前記制御ゲイン推定器は、前記サーボ制御指令と、前記上位制御偏差または前記上位制御指令とを入力し、前記第１制御ゲインを推定し、推定された結果として推定第１制御ゲインを出力する。

　本開示のうち代表的な実施の形態によれば、サーボモータシステムのサーボアンプ、言い換えるとモータ制御装置に関して、管轄が異なる上位システムと下位システムとの間でも、制御パラメータの調整を実現できる。上記した以外の課題、構成および効果等については、発明を実施するための形態において示される。

実施の形態１のモータ制御装置を含んだシステムの構成を示す。実施の形態１のモータ制御装置のコンピュータシステムとしての構成例を示す。実施の形態１のモータ制御装置に関するユーザ・インタフェースの構成例を示す。実施の形態１のモータ制御装置に関するユーザ・インタフェースの他の構成例を示す。実施の形態１のモータ制御装置に関するユーザ・インタフェースの他の構成例を示す。実施の形態１のモータ制御装置に関するグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）の画面表示例を示す。実施の形態１のモータ制御装置における、第１制御モードとして位置の制御の場合の機能ブロック構成例を示す。実施の形態１のモータ制御装置における、第２制御モードとして速度の制御の場合（特にコントローラに速度制御器のみ有する場合）の機能ブロック構成例を示す。実施の形態１のモータ制御装置における、第２制御モードとして速度の制御の場合（特にコントローラに位置制御器と速度制御器とを有する場合）の機能ブロック構成例を示す。実施の形態１のモータ制御装置における、位置の制御でＰ制御の場合の、制御ゲイン推定に関する処理フローを示す。実施の形態１のモータ制御装置における、位置の制御でＰＩ制御の場合の、制御ゲイン推定に関する処理フローを示す。実施の形態１の変形例として、フルクローズド制御の構成例を示す。実施の形態１の変形例として、センサレス制御の構成例を示す。実施の形態２のモータ制御装置を含んだシステムの構成を示す。実施の形態２のモータ制御装置における、位置の制御でＰ制御の場合の、制御ゲイン推定に関する処理フローを示す。実施の形態２の変形例における、疑似運転モードの場合の機能ブロック構成例を示す。

　以下、図面を参照しながら本開示の実施の形態を詳細に説明する。図面において、同一部には原則として同一符号を付し、繰り返しの説明を省略する。図面において、構成要素の表現は、発明の理解を容易にするために、実際の位置、大きさ、形状、範囲等を表していない場合がある。

　説明上、プログラムによる処理について説明する場合に、プログラムや機能や処理部等を主体として説明する場合があるが、それらについてのハードウェアとしての主体は、プロセッサ、あるいはそのプロセッサ等で構成されるコントローラ、装置、計算機、システム等である。計算機は、プロセッサによって、適宜にメモリや通信インタフェース等の資源を用いながら、メモリ上に読み出されたプログラムに従った処理を実行する。これにより、所定の機能や処理部等が実現される。プロセッサは、例えばＣＰＵ／ＭＰＵやＧＰＵ等の半導体デバイス等で構成される。処理は、ソフトウェアプログラム処理に限らず、専用回路でも実装可能である。専用回路は、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ、ＣＰＬＤ等が適用可能である。

　プログラムは、対象計算機に予めデータとしてインストールされていてもよいし、プログラムソースから対象計算機にデータとして配布されてもよい。プログラムソースは、通信網上のプログラム配布サーバでもよいし、非一過性のコンピュータ読み取り可能な記憶媒体、例えばメモリカードやディスクでもよい。プログラムは、複数のモジュールから構成されてもよい。コンピュータシステムは、複数台の装置によって構成されてもよい。コンピュータシステムは、クライアント・サーバシステム、クラウドコンピューティングシステム、ＩｏＴシステム等で構成されてもよい。各種のデータや情報は、例えばテーブルやリスト等の構造で構成されるが、これに限定されない。識別情報、識別子、ＩＤ、名前、番号等の表現は互いに置換可能である。

　＜実施の形態１＞
　図１等を用いて、本開示の実施の形態１のモータ制御装置などについて説明する。

　［概要等］
　図１のように、システム１００の全体は、例えば、上位システム１であるコントローラ１０と、下位システム２であるサーボモータシステムのサーボアンプ２０（言い換えるとモータ制御装置）とが接続されて構成される。システム１００は、例えば、モータ駆動の動力により製造プロセスなどの動作を実現する、電力変換システムや製造システムなどがある。

　上位システム１のコントローラ１０は、上位制御指令Ａ１を生成する。コントローラ１０は、上位制御指令Ａ１に基づいて、サーボ制御指令Ａ３を生成し、サーボアンプ２０に出力・送信し、サーボアンプ２０は、そのサーボ制御指令Ａ３を受信・入力して、モータ３０を駆動制御する。

　より具体的には、コントローラ１０は、下位システム２から、上位制御応答Ａ４として、モータ３０の位置や速度を表す応答を、フィードバック信号として受信・入力する。サーボアンプ２０は、例えばモータ３０に付いたエンコーダ３１からの出力の信号に基づいて、モータ３０の位置や速度を表す信号を、上位制御応答Ａ４として生成・出力する。コントローラ１０は、上位制御指令Ａ１と上位制御応答Ａ４とを演算器１１で演算することで、上位制御偏差Ａ２を生成する。コントローラ１０は、第１制御ゲインが設定されている第１制御器５１を有し、上位制御偏差Ａ２に基づいて、第１制御器５１によって、サーボ制御指令Ａ３を生成・出力する。

　サーボアンプ２０は、サーボ制御指令Ａ３に基づいて、モータ３０を駆動させるための電力変換を行う電力変換器２３を有する。また、サーボアンプ２０は、サーボ制御指令Ａ３に基づいて、電力変換器２３に信号を与えるための第２制御器５２を有する。また、サーボアンプ２０は、モータ３０からの信号を微分する微分器２６を有する。サーボアンプ２０は、サーボ制御指令Ａ３と、モータ３０からの信号（上位制御応答Ａ４）を微分した結果の信号Ａ８とを演算器２１で演算した結果の信号Ａ５を、第２制御器５２に入力する。第２制御器５２から出力された信号Ａ６が、電力変換器２３に入力され、電力変換された信号Ａ７が、モータ３０に供給される。

　そして、サーボアンプ２０は、上位制御偏差Ａ２とサーボ制御指令Ａ３とに基づいて、第１制御器５１の第１制御ゲインを推定する、制御ゲイン推定器２７を有する。サーボアンプ２０は、上位制御偏差Ａ２、または上位制御指令Ａ１を取得する。制御ゲイン推定器２７は、上位制御偏差Ａ２または上位制御指令Ａ１と、サーボ制御指令Ａ３とに基づいて、第１制御器５１の第１制御ゲインを推定し、推定結果として推定制御ゲインＡ１０の信号を記憶・出力する。

　本発明者は、下位システム２のサーボアンプ２０から、上位システム１のコントローラ１０内の制御ゲインを推定するという新しい仕組みを考えた。実施の形態１のモータ制御装置は、下位システム２のサーボアンプ２０であり、上位システム１のコントローラ１０内の制御パラメータとして第１制御器５１の制御ゲインを推定する。実施の形態１のモータ制御装置およびユーザＵ１は、推定制御ゲインＡ１０を用いて、サーボアンプ２０内の制御パラメータ、あるいは、上位システム１と下位システム２とを含むシステム１００全体の制御パラメータの調整を行うことができる。

　［モータ制御装置を含むシステム］
　図１は、実施の形態１のモータ制御装置を含んだシステム全体の構成を示す。図１のシステム１００は、上位システム１と、下位システム２と、制御対象システム３とを有する。上位システム１は、コントローラ１０を有する。下位システム２は、実施の形態１のモータ制御装置であるサーボアンプ２０と、そのサーボアンプ２０に電気的に接続されたモータ３０とを有する。制御対象システム３は、モータ３０に電気的に接続された制御対象装置３５を有する。

　上位システム１のコントローラ１０および下位システム２のサーボアンプ２０は、殆どの部分がソフトウェアプログラム処理で実現される。コントローラ１０は例えばプログラマブル・ロジック・コントローラで実装できる。

　制御対象装置３５は、モータ３０により駆動される駆動体である。制御対象装置３５は、例えば顧客の工場に設置された産業機器が挙げられる。図１では、モータ３０には、ロータリーエンコーダなどのエンコーダ３１がセンサとして具備されている。なお、制御対象装置３５にも、エンコーダなどのセンサが具備されてもよい（後述の変形例）。

　実施の形態１で、上位システム１と下位システム２とは、管轄が別であり、顧客は上位システム１を管理し、事業者は下位システム２を管理する。事業者は、サーボアンプ２０の製造・販売、保守等を行う。事業者のユーザＵ１は、サーボアンプ２０の制御パラメータの調整などを行う。事業者は、原則的に、顧客の上位システム１のコントローラ１０等を操作できない。

　上位システム１のコントローラ１０は、言い換えると上位制御装置である。コントローラ１０は、サーボアンプ２０およびモータ３０が組み込まれるシステム１００の制御部に相当し、サーボアンプ２０にサーボ制御指令Ａ３を与える。

　サーボアンプ２０は、コントローラ１０からのサーボ制御指令Ａ３に基づいてモータ３０をサーボ制御するモータ制御装置であるとともに、図示しない商用電源の供給電力からモータ３０への供給電力への電力変換を行う電力変換装置に相当する。

　モータ３０は、電力変換装置であるサーボアンプ２０によって速度が調整可能であるモータであればよく、詳細な種類や構造を問わずに適用可能であり、例えば誘導モータ、ＰＭモータ、リニアモータなどが適用可能である。

　サーボアンプ２０とモータ３０は、相互に対応する構成を有する。サーボアンプ２０は、モータ３０の構成に応じた制御パラメータの設定を有する。サーボアンプ２０の内部に設定される制御パラメータは、モータ３０を駆動および制御するために必要なパラメータである。

　なお、事業者は、サーボアンプ２０のみを製品として顧客に提供してもよいし、サーボアンプ２０とモータ３０とを一体とした製品としてサーボアンプシステムを顧客に提供してもよい。

　図１のシステム１００における下位システム２は、セミクローズド制御構成のモータ制御系に相当する。セミクローズド制御構成は、モータ３０から信号（図１での上位制御応答Ａ４。例えばエンコーダ３１からの信号。）を得てモータ３０の制御を行う構成である。それに対し、フルクローズド制御構成とは、モータ３０ではなく制御対象装置３５から信号を得てモータ３０の制御を行う構成である。図１のようなセミクローズド制御構成に限定されず、後述する変形例のように、フルクローズド制御構成にも同様に適用可能である。

　また、図１では、電力変換に関して、サーボアンプ２０とモータ３０との間を三相交流の構成としているが、モータ３０の制御にフィードバック制御を採用している場合、この電力変換は、三相交流の構成に限定されない。

　コントローラ１０は、詳細には、位置の制御の機能を有する場合(後述の図７)と、速度の制御を有する場合(後述の図８や図９)とがあり、どちらでもよい。サーボアンプ２０は、どちらの場合にも対応できる機能を有する。

　このサーボアンプ２０を含むシステム１００には、ユーザ・インタフェース４０を有する。ユーザ・インタフェース４０は、システム１００の所定の対象物および対象情報（少なくとも上位制御偏差Ａ２および推定制御ゲインＡ１０）をモニタする機能などを有する。また、ユーザ・インタフェース４０は、ユーザＵ１による操作に基づいて、制御ゲイン推定器２７の設定を行うことができる機能を有する。

　ユーザ・インタフェース４０は、サーボアンプ２０を利用するユーザＵ１に対するインタフェースとなる部分である。ユーザＵ１は、例えば事業者のうちのサーボアンプ２０の保守管理等を行う人、特に、顧客のコントローラ１０、および全体のシステム１００に合わせて、サーボアンプ２０の制御パラメータのフィッティング・調整を行う人、が挙げられる。

　コントローラ１０は、演算器１１と、フィードバック制御器として第１制御器５１とを有する。コントローラ１０は、図示しないが、プロセッサ、メモリ、通信インタフェース装置などを備え、プロセッサによるプログラム処理によって、演算器１１および第１制御器５１を実現する。

　図１のように、実施の形態１でのサーボアンプ２０は、概要としては、モータ制御系に、すなわち演算器２１、第２制御器５２、および電力変換器２３に、制御ゲイン推定器２７が追加で具備されている構成を有する。制御ゲイン推定器２７は、上位システム１のコントローラ１０の第１制御器５１に設定されている制御ゲインを推定する機能を有する部分である。

　図１中の各信号について説明する。コントローラ１０は、上位制御指令Ａ１を生成する。上位制御指令Ａ１は、例えばモータ３０の位置制御におけるモータ３０の位置決めのための指令である。

　コントローラ１０は、サーボアンプ２０から、上位制御応答Ａ４を入力する。上位制御応答Ａ４は、エンコーダ３１からの信号に基づいて、モータ３０の現在の位置や速度などを表す応答信号である。コントローラ１０は、演算器１１によって、上位制御指令Ａ１と上位制御応答Ａ４との演算を行う。例えば、演算器１１は、図面で「＋」（正）の入力で示す上位制御指令Ａ１に対し、「－」（負）の入力で示す上位制御応答Ａ４を加算する演算を行い、演算結果として上位制御偏差Ａ２を出力する。上位制御偏差Ａ２は、フィードバック制御における誤差を表す信号である。

　コントローラ１０は、第１制御器５１によって、入力値として上位制御偏差Ａ２を入力し、出力値としてサーボ制御指令Ａ３を出力する。上位制御偏差Ａ２に、第１制御器５１の制御ゲイン（言い換えるとフィードバックゲイン）がかけられることで、サーボ制御指令Ａ３が生成される。コントローラ１０の第１制御器５１から出力されたサーボ制御指令Ａ３は、サーボアンプ２０へ送信され、サーボアンプ２０内に入力される。図１では、サーボ制御指令Ａ３がコントローラ１０の出力端子Ｎ３から出力され、サーボアンプ２０の入力端子Ｎ６に入力される。

　サーボアンプ２０は、コントローラ１０から受信したサーボ制御指令Ａ３を入力する。サーボアンプ２０は、上位制御応答Ａ４を微分器２６で微分した結果の信号Ａ８を得る。サーボアンプ２０は、サーボ制御指令Ａ３と信号Ａ８とを演算器２１で演算し、演算結果の信号Ａ５を、第２制御器５２への指令として入力する。演算器２１は、図面で「＋」（正）の入力で示すサーボ制御指令Ａ３に対し、「－」（負）の入力で示す信号Ａ８を加算する演算を行い、演算結果として信号Ａ５を出力する。第２制御器５２は、信号Ａ５の入力に基づいて、制御した結果の信号Ａ６を出力する。電力変換器２３は、信号Ａ６および供給電力に基づいて、モータ３０を駆動させるための三相交流の信号Ａ７を生成・出力する。その信号Ａ７に基づいて、モータ３０が駆動される。

　モータ３０からコントローラ１０およびサーボアンプ２０へのフィードバック信号は、モータ３０のエンコーダ３１と微分器２６とを用いて生成される。微分器２６は、速度検出器に相当する。図１では、上位制御応答Ａ４がサーボアンプ２０の出力端子Ｎ７から出力されて、コントローラ１０の入力端子Ｎ８から入力される。

　制御ゲイン推定器２７は、サーボ制御指令Ａ３を入力し、また、図１の例では、上位制御偏差Ａ２または上位制御指令Ａ１を入力する。制御ゲイン推定器２７は、例えば、上位制御偏差Ａ２とサーボ制御指令Ａ３とに基づいて、第１制御器５１の制御ゲインを推定する演算を行い、演算結果として、推定された制御ゲインの信号として推定制御ゲインＡ１０を出力する。説明上、推定された制御ゲインを、推定制御ゲインと記載する。制御ゲイン推定器２７は、サーボアンプ２０内のメモリ資源に、推定制御ゲインＡ１０を記憶する。

　また、ユーザ・インタフェース４０は、制御ゲイン推定器２７による推定制御ゲインＡ１０をモニタする。例えば後述の図３のアプリケーション４１は、制御ゲイン推定器２７から出力された推定制御ゲインＡ１０を取得し、計算機４２のメモリ資源に記憶する。

　また、ユーザ・インタフェース４０は、コントローラ１０の上位制御偏差Ａ２または上位制御指令Ａ１をモニタしてもよい。例えば後述の図３のアプリケーション４１は、コントローラ１０の出力端子Ｎ２から上位制御偏差Ａ２を取得してもよい。また、ユーザ・インタフェース４０（例えばアプリケーション４１）は、モニタによって取得した上位制御偏差Ａ２を、制御ゲイン推定器２７に送信して渡してもよい。あるいは、ユーザ・インタフェース４０は、制御ゲイン推定器２７が取得した上位制御偏差Ａ２を、制御ゲイン推定器２７から取得してもよい。

　［サーボアンプのコンピュータシステム］
　図２は、サーボアンプ２０のコンピュータシステムとしての構成例を示す。サーボアンプ２０は、プロセッサ２０１、メモリ２０２、通信インタフェース装置２０３、バス２０４等を備えている。図１の電力変換器２３は、プログラム処理および電気回路で実現され、他の部分はプログラム処理で実現される。

　プロセッサ２０１は、メモリ２０２の制御プログラム２２１に従った処理、言い換えるとソフトウェアプログラム処理や演算処理を実行する。これにより、図１のサーボアンプ２０内の演算器２１、第２制御器５２、および制御ゲイン推定器２７などの各部（電力変換器２３の電気回路を除く）が実現される。言い換えると、プログラム処理の実行により、サーボアンプ２０内には、制御ゲイン推定器２７などの各部が、実行モジュールとして構成される。

　メモリ２０２には、制御プログラム２２１、設定情報２２２、処理データ２２３などが格納されている。制御プログラム２２１は、サーボアンプ２０に所定の機能を実現させるために所定の処理を実行させるコンピュータプログラムである。設定情報２２２は、制御プログラム２２１に関する設定情報や、サーボアンプ２０の制御パラメータ（例えば速度制御器の制御ゲイン）に関する設定情報である。処理データ２２３は、プロセッサ２０１が適宜に処理で扱うデータ・情報である。

　通信インタフェース装置２０３は、コントローラ１０との通信インタフェースや、ユーザ・インタフェース４０との通信インタフェースなどが実装された部分である。

　実施の形態１でのサーボアンプ２０は、各機能のための各プログラム（図２での制御プログラム２２１）を備えており、選択される機能に対応したプログラムの処理を実行する。なお、各プログラムは、予めサーボアンプ２０にインストールされていてもよいし、サーボアンプ２０の外部から、例えば外部記憶媒体や外部サーバ装置などから、適宜に読み込まれてもよい。

　［フィードバック制御方法（サーボ制御）］
　図１のシステム１００において、コントローラ１０の第１制御器５１、およびサーボアンプ２０の第２制御器５２を含むモータ制御系における、サーボ制御方法やフィードバック制御方法は、予め設定される。ここでのサーボ制御方法とは、一般的な、位置制御、速度制御などの制御の区分、種類であり、フィードバック制御方法は、Ｐ制御やＰＩ制御などの方法である（後述）。

　制御ゲイン推定器２７での制御ゲインの推定に関して、前提となる、第１制御器５１等のフィードバック制御方法は、実施の形態１の例では、ユーザ・インタフェース４０を用いて、予めユーザＵ１により当該フィードバック制御方法（後述の制御モード）が選択されて設定される。ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１（後述の図３）は、フィードバック制御方法を設定する機能も有している。それに対応して、制御ゲイン推定器２７は、設定されたフィードバック制御方法での、第１制御器５１の制御ゲインを推定する機能を有している。

　［ユーザ・インタフェース］
　図３は、ユーザ・インタフェース４０に関する構成例を示す。実施の形態１の例では、ユーザ・インタフェース４０として、サーボアンプ２０のアプリケーション４１を有する。このアプリケーション４１は、サーボアンプ２０を利用するユーザＵ１のためにグラフィカル・ユーザ・インタフェース（ＧＵＩ）等を提供するアプリケーションプログラム、言い換えるとサーボアンプ・アプリケーションである。このアプリケーション４１は、例えばサーボアンプ２０に接続されるＰＣ等の計算機４２に、内蔵、インストールされる。このアプリケーション４１は、サーボアンプ２０に制御パラメータを設定する機能を有するＧＵＩを実装したアプリケーションプログラムに相当する。

　図３のユーザ・インタフェース４０を構成するアプリケーション４１は、ユーザＵ１による操作に基づいて、ＧＵＩを伴う画面を提供し、その画面を通じて、制御ゲイン推定器２７の設定やモニタを行う機能、および推定実行指示などを入力する機能を有している。ユーザＵ１は、アプリケーション４１によって提供されるＧＵＩ画面（後述の図６）で、各種の指示や設定の操作をすることができる。

　ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１は、コントローラ１０の上位制御偏差Ａ２の信号をモニタする機能や、サーボアンプ２０の制御ゲイン推定器２７の推定制御ゲインＡ１０を出力・モニタする機能を有する。また、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１は、サーボアンプ２０およびモータ３０に関する各種のパラメータ値を表示して確認できる機能を有する。さらに、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１は、モータ３０の制御状態や異常などについてモニタする機能、例えば上位制御応答Ａ４などの信号をモニタする機能を有すると、より好ましい。

　図３の構成例では、ＰＣ等による計算機４２を有し、計算機４２は、プロセッサ３０１、メモリ３０２、通信インタフェース装置３０３、入出力インタフェース装置３０４、バス３０５等を備える。プロセッサ３０１は、メモリ３０２の制御プログラム３２１に従った処理を実行する。これにより、アプリケーション４１が実現される。アプリケーション４１は、実行モジュールとして稼働する。

　メモリ３０２には、制御プログラム３２１、設定情報３２２、画面データ３２３などが格納されている。制御プログラム３２１は、計算機４２に所定の機能を実現させるために所定の処理を実行させるコンピュータプログラムであり、アプリケーション４１のプログラムを含む。設定情報３２２は、制御プログラム３２１に関する設定情報や、ユーザ設定情報である。画面データ３２３は、アプリケーション４１がユーザＵ１に対し提供するＧＵＩ画面などのデータ・情報である。

　通信インタフェース装置３０３は、サーボアンプ２０との通信インタフェースや、コントローラ１０と通信する場合にはコントローラ１０との通信インタフェースなどが実装された部分である。入出力インタフェース装置３０４には、入力装置３０６や出力装置３０７が外部接続されている。入力装置３０６は例えばキーボード、マウス、マイク等である。出力装置３０７は例えばディスプレイ、プリンタ、スピーカ等である。なお、計算機４２に入出力装置が内蔵されていてもよい。

　図３の計算機４２は、サーボアンプ２０に対し、通信で接続されているが、近接配置でもよいし、遠隔配置でもよい。また、計算機４２に対し、さらに、ユーザＵ１の使用するクライアント端末装置が通信で接続されてもよい。すなわち、ユーザ・インタフェース４０は、計算機４２をサーバ装置として、そのサーバである計算機４２と、ユーザＵ１のクライアント端末装置との間での、クライアント・サーバシステムとして構成されてもよい。その場合、ユーザＵ１は、クライアント端末装置を操作して、サーバである計算機４２にアクセスし、計算機４２によるアプリケーション４１を利用する。サーバである計算機４２は、アプリケーション４１による画面を生成し、画面データ等（例えばＷｅｂページ）をクライアント端末装置に送信する。クライアント端末装置は、受信した画面データ等に基づいて、ディスプレイにＧＵＩ画面を表示する。

　なお、図３のアプリケーション４１がサーボアンプ２０に内蔵、一体化された形態としてもよい。

　図４は、ユーザ・インタフェース４０に関する他の構成例を示す。図４の例のように、ユーザ・インタフェース４０は、サーボアンプ２０に付属または内蔵する専用のデジタルオペレータ４３で実装されてもよい。デジタルオペレータ４３は、サーボアンプ２０の入出力インタフェース、操作インタフェースとして設けられており、操作パネル、操作ボタン等を備える。デジタルオペレータ４３は、例えば液晶表示画面、ボタン、ＬＥＤランプなどのデバイスを備える。なお、デジタルオペレータ４３は、タッチパネル等を備えていてもよい。図４の例では、デジタルオペレータ４３に、前述のユーザ・インタフェース４０の機能が実装されている。デジタルオペレータ４３は、図１や図２のサーボアンプ２０の構成要素と接続されている。

　デジタルオペレータ４３は、液晶表示画面またはタッチパネルの画面にＧＵＩや情報を表示してもよい。例えば、デジタルオペレータ４３の画面に、上位制御偏差Ａ２などのモニタ値や、推定制御ゲインＡ１０などの出力情報が表示され、ユーザＵ１はそのような情報を見て確認できる。

　図５は、ユーザ・インタフェース４０に関する他の構成例を示す。図５の例のように、上位システム１のコントローラ１０に対し、外部接続または内蔵されるユーザ・インタフェース４０が設けられてもよい。図５の例では、上位システム１のコントローラ１０に対し、通信網４５を介して外部接続される計算機４４を有する。通信網４５はＬＡＮでもよいしＷＡＮでもよい。事業者または顧客が管理する計算機４４に、アプリケーション４６がインストールされている。計算機４４の構成は、図３の計算機４２と同様に、ＰＣ等で実装でき、プロセッサ４４１、メモリ４４２、通信インタフェース装置４４３等を有し、詳細の図示を省略している。図５の例では、計算機４４のアプリケーション４６は、コントローラ１０と通信して、コントローラ１０から情報、例えば上位制御偏差Ａ２をモニタする。

　また、コントローラ１０がサーボアンプ２０から通信で情報、例えば推定制御ゲインＡ１０を取得し、計算機４４に送信してもよい。

　また、ユーザ・インタフェース４０の他の構成例としては、コントローラ１０とサーボアンプ２０との両方にそれぞれ通信で接続される計算機に、同様のアプリケーションが実装されてもよい。

　［ＧＵＩ画面表示例］
　図６は、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１（例えば図３）によってユーザＵ１に対し提供される、ＧＵＩ画面の表示例を示す。図６の画面は、例えばＷｅｂページの態様で構成されて提供されるが、これに限定されない。図６の画面例では、項目６０１，６０２，６０３、ボタン６０４、項目６０５，６０６、ボタン６０７、項目６０８，６０９を有する。項目６０１では、制御モードの一種である「形態」が選択可能であり、ここでの「形態」は、実施の形態１の機能と後述する実施の形態２の機能とに相当する。本例では「形態＝１」が選択されている。

　項目６０２は、制御として、位置の制御と速度の制御とから選択できる（後述）。項目６０３は、推定対象の制御ゲインを選択できる（後述）。例えば、図示のように、ユーザＵ１がカーソルを操作すると、項目６０３でリストボックスがプルダウン表示されて、リストボックスに選択肢としてＰ制御とＰＩ制御とが表示され、それらから選択して入力できる。ボタン６０４は、指定された形態、制御、および制御ゲインで、制御ゲイン推定を実行させる指示を入力できる推定開始ボタンである。

　項目６０５および項目６０６は、制御ゲイン推定器２７による制御ゲインの推定結果（すなわち推定制御ゲインＡ１０）を表示する項目であり、項目６０５には推定Ｐゲインが表示され、項目６０６には推定Ｉゲインが表示される（後述）。また、ボタン６０７は、サーボアンプ２０の制御パラメータを設定・調整する場合にそのための画面へ遷移できるボタンである。例えば、ユーザＵ１は、制御ゲイン推定結果を見て、制御パラメータを調整する場合には、ボタン６０７を押し、遷移された図示しない画面で、サーボアンプ２０の制御パラメータ（例えば速度制御器の制御ゲイン等）を確認・調整することができる。

　項目６０８および項目６０９は、モニタ機能によるモニタ値を表示する項目であり、項目６０８には、サーボ制御指令Ａ３の値が表示され、項目６０９には、上位制御偏差Ａ２の値が表示される。モニタ値の表示は、各時点の値の直接的な表示としてもよいし、時系列でのグラフの表示などとしてもよい。

　［上位制御偏差Ａ２のモニタ機能］
　上位制御偏差Ａ２をモニタする機能について、第１実装例としては、サーボアンプ２０が自動的に上位制御偏差Ａ２をモニタしてメモリ資源に記憶するのみの構成とし、モニタ値をユーザＵ１に対しては出力しない構成としてもよい。図１の例では、コントローラ１０の演算器１１の出力側で第１制御器５１の入力前のノードを流れる上位制御偏差Ａ２を、出力端子Ｎ２から出力し、その上位制御偏差Ａ２の信号をサーボアンプ２０の入力端子Ｎ５に入力し、その上位制御偏差Ａ２の信号を制御ゲイン推定器２７に入力する。制御ゲイン推定器２７（実装上の実体としては図２のプロセッサ２０１）は、その上位制御偏差Ａ２の信号を一旦メモリ資源（図２のメモリ２０２）に記憶し、その後に推定演算に利用する。

　第２実装例としては、上位制御偏差Ａ２のモニタ値をユーザＵ１に対し出力してもよい。例えば図３のユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１が、コントローラ１０の上位制御偏差Ａ２の信号を、出力端子Ｎ２を通じてモニタする。ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１は、モニタして取得した上位制御偏差Ａ２の信号を、サーボアンプ２０の制御ゲイン推定器２７に送信してもよい。制御ゲイン推定器２７は、その上位制御偏差Ａ２の信号を受信・入力し、推定演算に利用する。また、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１は、モニタした上位制御偏差Ａ２の信号の値を、ユーザＵ１に対するＧＵＩ画面（図６）に表示する。

　［制御ゲイン推定器の入力情報］
　制御ゲイン推定器２７に入力する情報、言い換えると信号やパラメータ値は、基本として、前述のサーボ制御指令Ａ３と上位制御偏差Ａ２との２つの情報である。図１では、サーボ制御指令Ａ３は、コントローラ１０からの出力として直接的に得られる。例えばコントローラ１０の出力端子Ｎ３から出力されたサーボ制御指令Ａ３が、サーボアンプ２０の入力端子Ｎ６から入力され、入力されたサーボ制御指令Ａ３が、制御ゲイン推定器２７に入力される。上位制御偏差Ａ２は、上述したように例えばコントローラ１０の出力端子Ｎ２からの出力を、入力端子Ｎ５から入力することで得られる。あるいは、上述したように、上位制御偏差Ａ２は、ユーザ・インタフェース４０によるモニタを介して得られてもよい。

　制御ゲイン推定器２７の入力に関する変形例としては以下としてもよい。変形例では、サーボアンプ２０またはユーザ・インタフェース４０がコントローラ１０からモニタ・入力する情報の１つを、上位制御偏差Ａ２の代わりに、上位制御指令Ａ１とする。例えば、サーボアンプ２０は、コントローラ１０の出力端子Ｎ１から出力される上位制御指令Ａ１を、入力端子Ｎ４から入力して取得する。例えば、制御ゲイン推定器２７は、入力端子Ｎ４から入力された上位制御指令Ａ１を入力し、メモリ資源に記憶する。あるいは、上位制御偏差Ａ２の場合と同様に、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１が、一旦、コントローラ１０から上位制御指令Ａ１をモニタして取得し、その上位制御指令Ａ１を、サーボアンプ２０に送信して、制御ゲイン推定器２７がその上位制御指令Ａ１を取得してもよい。

　一方、上位制御応答Ａ４は、サーボアンプ２０内でも、モータ３０のエンコーダ３１からの出力・入力として得られている。制御ゲイン推定器２７は、その上位制御応答Ａ４の信号を得る。サーボアンプ２０、特に制御ゲイン推定器２７は、取得した上位制御指令Ａ１と、上位制御応答Ａ４との演算（演算器１１と同様の演算）を行うことで、上位制御偏差Ａ２と同様の値（説明上、上位制御偏差計算値とする）を得ることができる。そして、制御ゲイン推定器２７は、その上位制御偏差計算値と、サーボ制御指令Ａ３との２つを入力として用いて、制御ゲインの推定演算を同様に行うことができる。

　図１では、コントローラ１０とサーボアンプ２０との間で、上位制御偏差Ａ２と上位制御指令Ａ１との両方を出力・入力できる構成例を図示しているが、上述したように、それらの一方のみの出力・入力でもよい。また、図１では、コントローラ１０とサーボアンプ２０との間の通信４８は、入出力端子（出力端子Ｎ３や入力端子Ｎ６など）を介した、通信ケーブルでの接続を含む通信として図示しているが、これに限定されない。また、図１の各種の信号の入出力端子は、通信インタフェースに応じた通信端子として、より少ない数の端子にまとめられてもよい。

　［サーボ制御］
　以降では、実施の形態１のモータ制御装置であるサーボアンプ２０でのサーボ制御に関して、位置の制御でのＰ制御、およびＰＩ制御の例について順に説明する。位置の制御の場合（後述の図７）、第１制御器５１は、位置制御器に相当し、位置の制御での制御ゲインが設定される。以降で説明する制御ゲイン推定計算の方法は、速度の制御の場合（後述の図８等）においても、同様に適用可能である。

　［位置制御と速度制御］
　実施の形態１では、広義の位置制御と速度制御とを扱う。広義の位置制御とは、モータ３０の位置、速度、および電流の制御である。広義の速度制御とは、モータ３０の速度および電流の制御である。言い換えると、実施の形態１では、コントローラ１０とサーボアンプ２０によるモータ３０のサーボ制御に関して、コントローラ１０が狭義の位置の制御（位置制御器）を有し、サーボアンプ２０が速度の制御（速度制御器）および電流の制御を有する第１の場合（後述の図７）と、コントローラ１０が狭義の速度の制御（速度制御器）を有し、サーボアンプ２０が電流の制御を有する第２の場合とを扱う。さらに、第２の場合は、コントローラ１０が速度の制御（速度制御器）のみを有する場合（後述の図８）と、コントローラ１０が位置の制御（位置制御器）および速度の制御（速度制御器）を有する場合（後述の図９）との二通りがあり、いずれであってもよい。それらは上位システム１の構成次第である。図７や図９は広義の位置制御に該当し、図８は広義の速度制御に該当する。

　実施の形態１では、サーボアンプ２０は、コントローラ１０に有する制御内容として位置の制御と速度の制御とから選択して利用可能である機能を有する。その機能は、例えばユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１（図３）で実装されている。実施の形態１では、サーボアンプ２０およびユーザ・インタフェース４０は、制御モードとして、位置の制御に対応した第１制御モードと、速度の制御に対応した第２制御モードとを有する。ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面で、位置の制御に対応した第１制御モードと速度の制御に対応した第２制御モードとから選択して設定できる（図６の項目６０２）。これらの制御モードは、言い換えると、コントローラ１０に有する制御内容や制御器（位置制御器や速度制御器）を選択するモードである。位置の制御に対応した第１制御モードは、コントローラ１０が位置の制御（図７での位置制御器５１Ａ）を有する場合に適用するモードであり、速度の制御に対応した第２制御モードは、コントローラ１０が速度の制御（図８や図９での速度制御器５１Ｂ）を有する場合に適用するモードである。

　実施の形態１では、サーボアンプ２０は、指示・設定された制御モードに対応したプログラム処理を切り替えて実行する。これにより、図１の構成は、実行モジュールの構成として、例えば図７の位置制御の構成（コントローラ１０に位置制御器５１Ａを有する第１の場合に対応して、サーボアンプ２０に速度制御器５２Ｂを有する構成）、または、例えば図８の速度制御の構成（コントローラ１０に速度制御器５１Ｂのみを有する第２の場合に対応して、サーボアンプ２０に電流制御器５２Ｃを有する構成）となる。

　［Ｐ制御とＰＩ制御］
　また、実施の形態１では、コントローラ１０とサーボアンプ２０によるモータ３０のサーボ制御に関するフィードバック制御方法として、Ｐ制御とＰＩ制御とを扱う。

　Ｐ制御は、ＰＩＤ制御のうちの比例制御（Ｐ：Proportionの略）であり、誤差に比例した操作を行う制御である。誤差は、図１での上位制御指令Ａ１と上位制御応答Ａ４との差分、上位制御偏差Ａ２である。操作は、誤差に第１制御器５１の制御ゲインをかけたものを操作量とする操作である。

　ＰＩ制御は、ＰＩＤ制御のうちのＰ制御とＩ制御（Ｉ：Integralの略）とを合わせた比例積分制御である。Ｉ制御は、誤差を積分する操作を行う制御である。操作は、誤差（上位制御偏差Ａ２）を積分して制御ゲインをかけたものを操作量とする操作である。

　［第１制御モード：位置の制御］
　図７は、図１の構成に基づいて、第１制御モードとしてコントローラ１０が位置の制御を有する場合の機能ブロック構成を示す。なお、図７では、図１のモータ３０、エンコーダ３１、制御対象装置３５、ユーザ・インタフェース４０等の図示を省略している。図７は、上位システム１のコントローラ１０がモータ３０に関する位置の制御を行う場合であり、第１制御器５１は位置制御器５１Ａとして構成されている。下位システム２のサーボアンプ２０は、全体の位置制御（位置、速度および電流の制御）のうち、位置の制御以降の、速度および電流の制御を行う。そのために、サーボアンプ２０では、第２制御器５２が、速度制御器５２Ｂとして構成されている。電力変換器２３は電流制御を含んでいる。また電流制御は、一般的なベクトル制御とする。

　図７で、全体の位置制御は、主に位置制御器５１Ａ、速度制御系（速度制御器５２Ｂを含む）の２つの要素を有し、これらの要素での制御が順に行われる。

　コントローラ１０では、上位制御指令Ａ１と上位制御応答Ａ４とからの上位制御偏差Ａ２に基づいて、位置制御器５２Ａで位置制御された結果のサーボ制御指令Ａ３が出力され、サーボアンプ２０に入力される。サーボアンプ２０では、モータ３０のエンコーダ３１からの信号に基づいた上位制御応答Ａ４を微分器２６で微分した結果の信号Ａ８が得られる。サーボアンプ２０では、サーボ制御指令Ａ３と、信号Ａ８とが演算器２１で演算された結果の信号Ａ５が、速度制御器５２Ｂに入力される。速度制御器５２Ｂでは、信号Ａ５に基づいて、速度制御およびトルク変換を含めた演算がされた結果の信号Ａ１２（電流指令値）が得られる。

　第１制御モードで、制御ゲイン推定器２７は、サーボ制御指令Ａ３と上位制御偏差Ａ２とを入力し、位置制御器５１ＡのＰゲインを推定し、推定Ｐゲイン（推定制御ゲインＡ１０）として記憶・出力する。

　［第２制御モード：速度の制御］
　図８は、第２制御モードとしてコントローラ１０が速度の制御を有する場合の機能ブロック構成の第１例を示す。図８では、第２制御モードに該当する第１例として、コントローラ１０内に位置制御器を有さずに、コントローラ１０が速度の制御（速度制御器５１Ｂ）のみを有する場合の制御構成を示している。

　また、図９のように、第２制御モードは、第２例として、コントローラ１０内に位置・速度制御系（位置制御器５１Ａおよび速度制御器５１Ｂ）を有する場合もある。この第２例の場合の第１制御器５１は速度制御器５１Ｂとなり、第２制御器５２は電流制御系８０の電流制御器５２Ｃになる。第２制御モードに関する機能は、図８の場合と図９の場合とで本質的に同様であるため、以下では主に図８を用いて説明する。

　第２制御モードにおけるゲイン推定は、コントローラ１０の速度制御器５１Ｂのゲインの推定である。速度制御以下の制御器構成としては、速度制御器５１Ｂと電流制御系８０との２つの要素を有する。電流制御系８０は、演算器２２、電流制御器５２Ｃ、電力変換器２３を有する。電流制御系８０は、電流制御ループを有しており、一般的なベクトル制御で構成され、直交座標変換および２相３相変換等の演算が行われる。図８ではループのみを図示しており、直交座標変換や２相３相変換等の処理については省略している。第２制御モードでは、コントローラ１０内の第１制御器５１は、速度制御器５１Ｂとして図示している。第２制御モードでは、サーボアンプ２０内は、電流の制御を行う電流制御系８０として構成されている。前述の第２制御器５２は電流制御器５２Ｃとして図示している。

　サーボアンプ２０では、モータ３０のエンコーダ３１からの信号Ａ４ａは、コントローラ１０内の微分器２６（２６Ｃ）で微分されて、モータ３０の位置・速度を表す信号Ａ４ｂとなり、その信号Ａ４ｂが上位制御応答としてコントローラ１０の演算器１１に入力される。演算器１１は、上位制御指令Ａ２１と信号Ａ４ｂとを演算し、演算結果として上位制御偏差に相当する信号Ａ２２が、速度制御器５１Ｂへ入力される。速度制御器５１Ｂでは、信号Ａ２２に基づいた速度制御が演算されて、サーボ制御指令Ａ１１として出力される。

　サーボアンプ２０では、サーボ制御指令Ａ１１が、電流制御系８０に入力される。サーボ制御指令Ａ１１は電流指令値に相当する。電流制御系８０では、演算器２２は、信号Ａ１１と、信号Ａ７ｂとを演算し、演算結果の信号Ａ１２が生成され、電流制御器５２Ｃに入力される。電流制御器５２Ｃでは、信号Ａ１２に基づいて、電流制御された結果の信号Ａ１３が得られ、電力変換器２３に入力される。電流制御器５２Ｃは、トルク変換を含む。電力変換器２３が出力する信号Ａ７ｂは、３相／２相変換後の電流応答値に相当する。

　第２制御モードでは、制御ゲイン推定器２７は、速度制御器５１Ｂの前段の上位制御偏差に相当する信号Ａ２２と、速度制御器５１Ｂで速度制御された結果の信号Ａ１１（サーボ制御指令）とを入力する。制御ゲイン推定器２７は、信号Ａ２２および信号Ａ１１を用いて、速度制御器５１Ｂの制御ゲインを推定する。

　なお、図８では、信号Ａ２２と信号Ａ１１とを制御ゲイン推定器２７に入力しているが、これに限らず可能であり、前述のユーザ・インタフェース４０を用いて、例えば信号Ａ２１をモニタし、モニタにより取得した信号Ａ２１を、制御ゲイン推定器２７に送信してもよい。

　第２制御モードで、制御ゲイン推定器２７は、信号Ａ２２と信号Ａ１１とを入力し、速度制御器５１Ｂの制御ゲインを推定し、推定制御ゲインＡ１０として記憶・出力する。

　なお、図９では、コントローラ１０は、入力側から順に、演算器１１Ａ、位置制御器５１Ａ、演算器１１Ｂ、速度制御器５１Ｂを有する。演算器１１Ａは、上位制御指令Ａ２１と、上位制御応答Ａ４ａとを演算し、上位制御偏差Ａ２２とする。位置制御器５１Ａは、上位制御偏差Ａ２２を入力し、位置制御が演算された結果の信号Ａ２３を出力する。演算器１１Ｂは、位置制御器５１Ａの出力の信号Ａ２３と、微分器２６（２６Ｃ）で微分した結果の信号Ａ４ｂとを演算し、信号Ａ２４とする。速度制御器５１Ｂは、信号Ａ２４を入力し、速度制御が演算された結果の信号をサーボ制御指令Ａ１１として出力する。制御ゲイン推定器２７は、信号Ａ２４とサーボ制御指令Ａ１１とを入力して、速度制御器５１Ｂの制御ゲインを推定する。

　［Ｐ制御の場合の処理フロー］
　位置の制御におけるＰ制御の場合について説明する。図７で第１制御器５１が位置制御器５１Ａであり、かつ、Ｐ制御である例を説明する。制御ゲイン推定器２７は、メモリ資源（例えば図２のメモリ２０２）から、サーボ制御指令Ａ３と上位制御偏差Ａ２とを読み出し、第１制御器５１の制御ゲインの推定のための計算処理を実行する。

　ユーザＵ１は、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１により、図６のようなＧＵＩ画面で、第１制御モードである位置の制御を選択し（項目６０２）、フィードバック制御方法に対応した推定対象の制御ゲインとしてＰゲインを選択する（項目６０３）。これに従い、制御ゲイン推定器２７は、位置制御器５１Ａ（図７）のＰゲインを推定する処理を行う。

　図１０は、制御ゲイン推定器２７の処理フロー例として、位置の制御でＰ制御の場合に、Ｐゲインを推定計算、導出する場合の処理フローを示す。図１０の処理フローは、制御ゲイン推定器２７（実体としては図２のプロセッサ２０１）による可能な処理動作のうちの一部の処理動作の例を示し、ステップＳ１１～Ｓ１５を有する。

　ステップＳ１１で、サーボアンプ２０の制御選択機能（ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１の一部）により、例えばユーザＵ１の操作に基づいて図６のＧＵＩ画面を通じて、位置の制御かつＰ制御が選択され、推定処理実行開始が指示・入力される（ボタン６０４）。

　ステップＳ１２で、コントローラ１０は、上位制御指令Ａ１を生成・入力し、上位制御指令Ａ１と上位制御応答Ａ４（ここでは位置応答）との演算の結果として上位制御偏差Ａ２を得る。上位制御指令Ａ１は、ここでは位置指令値に相当する。上位制御応答Ａ４は、ここでは位置応答値に相当する。上位制御偏差Ａ２は、ここでは位置偏差値に相当する。

　コントローラ１０は、上位制御偏差Ａ２から位置制御器５１Ａによってサーボ制御指令Ａ３を出力する。サーボ制御指令Ａ３は、ここでは速度制御指令に相当する。位置偏差値に、位置制御器５１ＡでＰゲインがかけられることで、速度指令値が生成されている。

　ステップＳ１３で、サーボアンプ２０の制御ゲイン推定器２７は、コントローラ１０から、上位制御偏差Ａ２（位置偏差値）と、サーボ制御指令Ａ３（速度指令値）とを取得・入力して、メモリ資源に保存する。なお、ここでの位置偏差値や速度指令値は、図１等と同様に、ユーザ・インタフェース４０によるモニタによって取得されてもよいし、それらの情報がユーザＵ１に対し出力されてもよい。

　ステップＳ１４で、制御ゲイン推定器２７は、サーボ制御指令Ａ３（速度指令値）を上位制御偏差Ａ２（位置偏差値）によって除算することで、位置制御器５１ＡのＰゲインを推定し、推定結果である推定Ｐゲインを、推定制御ゲインＡ１０として記憶・出力する。言い換えると、推定Ｐゲインは、計算式として、［速度指令値］／［位置偏差値］という比率の値として得られる。

　その後、サーボアンプ２０およびユーザＵ１は、推定Ｐゲインを任意に利用できる。特に、ユーザＵ１は、ＧＵＩ画面（図６）で、推定Ｐゲインを確認でき（項目６０５）、推定Ｐゲインを利用して、サーボアンプ２０内の制御パラメータを調整できる（ボタン６０７）。例えば、推定Ｐゲインに基づいて、図７の速度制御器５２Ｂ、および電流制御のパラメータを好適な値に設定可能である。ユーザＵ１は、上位システム１のコントローラ１０内の実際の位置制御器５１ＡのＰゲインがわからなくても、推定Ｐゲインを利用することで、サーボアンプ２０の制御パラメータを好適に調整できる。

　［ＰＩ制御の場合の処理フロー］
　位置の制御におけるＰＩ制御の場合について説明する。図７の第１制御器５１が位置制御器５１Ａであり、かつ、ＰＩ制御である例を説明する。ユーザＵ１は、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１により、図６のような画面で、第１制御モードである位置の制御を選択し（項目６０２）、フィードバック制御方法に対応した推定対象の制御ゲインとしてＰＩゲインを選択する（項目６０３）。なお、ＰＩゲインは、ＰゲインとＩゲインとを有する。制御ゲイン推定器２７は、このＰＩゲインを推定する。図７では、Ｐゲインと推定Ｐゲインの場合を図示しているが、ＰＩ制御の場合には、位置制御器５１Ａには、ＰＩゲイン（ＰゲインおよびＩゲイン）が設定されており、制御ゲイン推定器２７は、このＰＩゲイン（ＰゲインおよびＩゲイン）を推定する。

　図１１は、制御ゲイン推定器２７の処理フロー例として、位置の制御でＰＩ制御の場合に、ＰＩゲインを推定計算、導出する場合の処理フローを示す。図１１のフローは、制御ゲイン推定器２７（実体は図２のプロセッサ２０１）による可能な処理動作のうちの一部の処理動作の例を示し、ステップＳ２１～Ｓ２８を有する。

　ステップＳ２１で、サーボアンプ２０の制御選択機能により、位置の制御でＰＩ制御が選択され、推定処理実行開始が指示入力される。

　ステップＳ２２で、コントローラ１０は、前述と同様に、上位制御指令Ａ１としての位置指令値と上位制御応答Ａ４としての位置応答値とから、上位制御偏差Ａ２としての位置偏差値を得る。コントローラ１０は、その位置偏差値に基づいて、位置制御器５１Ａによって、サーボ制御指令値Ａ３として速度指令値を出力する。サーボアンプ２０は、コントローラ１０から、上位制御偏差Ａ２としての位置偏差値と、サーボ制御指令値Ａ３としての速度指令値とを入力・取得し、メモリ資源に保存する。ステップＳ２２では、特に、最初のタイミング、周期（Ｔ＝［０］とする）で、制御ゲイン推定器２７は、上位制御偏差［０］（＝位置偏差値［０］）と、サーボ制御指令［０］（＝速度指令値［０］）とを入力・保存する。上記タイミング、周期は、フィードバック制御上の時間単位である。

　ステップＳ２３では、制御ゲイン推定器２７は、次の周期（Ｔ＝［１］とする）で更新された、上位制御偏差［１］（＝位置偏差値［１］）と、サーボ制御指令［１］（＝速度指令値［１］）とを入力・保存する。

　ステップＳ２４およびステップＳ２５のループでは、同様に、制御ゲイン推定器２７は、各周期（Ｔ＝［２］，……，［ｎ］とする）での上位制御偏差（＝位置偏差値）とサーボ制御指令（＝速度指令値）とを入力・保存する。ステップＳ２５は、ループの終了の条件であり、最後の周期（Ｔ＝［ｎ］）での、上位制御偏差［ｎ］が、最初の上位制御偏差［０］と同じになったかどうかの判断である。ステップＳ２５の条件を満たした場合（YES）、ステップＳ２６に遷移する。

　なお、上記上位制御偏差およびサーボ制御指令をメモリ資源に保存する仕組みは、詳細を限定せず、例えば、サーボアンプ２０内のＲＡＭへの格納でもよい。

　なお、後述の式２には、ステップＳ２５までで取得した位置偏差値と速度指令値との関係の一例を示している。

　次に、ステップＳ２６では、制御ゲイン推定器２７は、ステップＳ２４までに保存した値である、上位制御偏差［０］～［ｎ］、およびサーボ制御指令［１］～［ｎ］を、後述の式３に適用することで、Ｉゲイン（式３でのＣi）を推定する。

　ステップＳ２７では、制御ゲイン推定器２７は、上位制御偏差［１］およびサーボ制御指令［１］を用いて、ステップＳ２６で得た推定Iゲインを、後述の式４に適用することで、Ｐゲイン（式３でのＣp）を推定する。

　ステップＳ２８では、サーボアンプ２０は、上記で得た推定Ｐゲインおよび推定Ｉゲインを、推定制御ゲインＡ１０として、メモリ資源に記憶し、出力する。サーボアンプ２０は、例えば、ＧＵＩ画面（図６）で、ユーザＵ１に対し、推定Ｐゲインおよび推定Ｉゲインを表示する（項目６０５，６０６）。

　なお、上記制御ゲイン推定器２７による制御ゲインの推定は、推定処理の開始の時点として、サーボアンプ２０を含むシステム１００のサーボ制御の動作の開始時としてもよいし、動作途中としてもよいし、いずれであっても、同じ計算式などの仕組みに基づいて、推定が可能である。

　［制御ゲイン推定に関する計算式］
　上記制御ゲイン推定としてＰＩ制御の場合に関する計算式を以下に示す。下記の式１～式４は、ＰＩゲインの推定に関する計算式である。式１は、位置偏差値（Ｐerr）と速度指令値（ｖ^＊）との関係を示す。式２は、式１に基づいて、各周期（Ｔ＝［１］等）の関係を示す。式３は、Ｉゲイン（Ｃi）の推定の計算式を示す。式４は、Ｐゲイン（Ｃp）の推定の計算式を示す。

　Ｉゲイン（Ｃi）は、位置偏差値と速度指令値とから求められる。式２において、前回値を０の状態にして、１周期目（Ｔ＝［１］）に適当なＰerr1の値が入力される。すると、下記の式５となる。Ｐerr1＝Ｐerrnのとき、［１］－［ｎ］とすると、式３は式６のようになる。入力値Ｐerrmと出力値ｖnを保存することで、Ｉゲイン（Ｃi）の導出が可能である。Ｉゲイン（Ｃi）の導出後、式６で［１］にＣiを代入することで、Ｐゲイン（Ｃp）の導出が可能である。上記のようにしてＰＩゲインが推定可能である。

　［推定制御ゲインの利用］
　実施の形態１により得られた推定制御ゲインＡ１０の情報は、任意に利用できる。利用例は以下である。第１例は、推定制御ゲインを、図１のシステム１００の全体のパラメータ設定・調整に利用するものである。ユーザＵ１は、推定制御ゲインを、コントローラ１０の第１制御器５１の制御ゲインの設定・調整に利用してもよい。また、ユーザＵ１は、推定制御ゲインを、サーボアンプ２０の第２制御器５２（例えば速度制御器５２Ｂ）の制御ゲインなどの設定・調整に利用してもよい。

　第２例は、推定制御ゲインを、別の制御に利用するものである。別の制御の例は、モータ３０の制振制御が挙げられる。

　［実施の形態１の効果等］
　以上説明したように、実施の形態１によれば、サーボアンプ２０に関して、管轄が異なる上位システム１と下位システム２との間でも、制御パラメータの調整を実現できる。実施の形態１によれば、下位システム２のサーボアンプ２０が、上位システム１のコントローラ１０の第１制御器５１の制御ゲインを推定することができる。これにより、サーボアンプ２０またはユーザＵ１は、推定制御ゲインＡ１０を用いて、サーボアンプ２０を含むシステム１００の制御パラメータの調整を、従来よりも容易に行うことができ、従来よりも好適な制御パラメータに調整可能となる。調整の結果、サーボアンプ２０を含むシステム１００の高効率や高応答を実現しやすくなる。また、実施の形態１によれば、制御ゲインを推定できるので、上位システム１のコントローラ１０等と下位システム２のサーボアンプ２０との間で制御パラメータに関する単位系が異なる場合でも、制御パラメータの調整を補助でき、手動調整などの手間を削減できる。

　上述したように、実施の形態１では、下位システム２のサーボアンプ２０から、上位システム１のコントローラ１０内の制御ゲインを推定するという新しい仕組みについて説明した。従来では、下位システム２から上位システム１のコントローラ１０内の制御ゲインなどの情報を参照することは、難しい場合、または手間がかかる場合がある。実施の形態１によれば、下位システム２のサーボアンプ２０が、上位システム１のコントローラ１０内の制御ゲインを推定できる。また、下位システム２のサーボアンプ２０が、サーボアンプ２０の制御パラメータ（例えば第２制御部５２の制御ゲイン）を設定する際に、従来では、コントローラ１０の第１制御部５１の制御ゲインがわからないので、上位システム１側に合わせた好適な制御パラメータの調整は難しい。実施の形態１によれば、推定制御ゲインを用いて、上位システム１側に合わせた好適な制御パラメータの調整が可能となる。

　［変形例：フルクローズド制御構成］
　図１２は、実施の形態１の変形例として、フルクローズド制御構成の場合を示す。フルクローズド制御構成の場合、サーボアンプ２０は、制御対象システム３の制御対象装置３５に設けられた外部エンコーダ３６からの出力の信号Ａ３６を得る。サーボアンプ２０は、合成器１１０１を有する。合成器１１０１は、モータ３０のエンコーダ３１からの出力の信号Ａ３１と、外部エンコーダ３６からの出力の信号Ａ３６とを合成し、合成後の信号を、上位制御応答Ａ４として出力する。合成後の信号は、例えばモータ３０の位置応答と制御対象装置３５の位置応答とを演算した内容となる。コントローラ１０は、この合成後による上位制御応答Ａ４ｆをフィードバック信号として入力し、前述と同様に、上位制御偏差Ａ２を生成する。制御ゲイン推定器２７は、前述と同様に、サーボ制御指令Ａ３と例えば上位制御偏差Ａ２とを用いて、第１制御器５１の制御ゲインを推定する。図１２のような変形例でも、実施の形態１と同様の効果が得られる。

　［変形例：センサレス制御］
　図１の実施の形態１では、モータ３０にエンコーダ３１が付いている、エンコーダ付き制御の構成の場合を示した。これに限らず、変形例として、モータ３０にエンコーダ３１が付いていない構成、いわゆるセンサレス制御の構成としてもよい。図１３は、実施の形態１の変形例として、センサレス制御構成の場合を示す。この構成では、モータ３０にも、制御対象装置３５にも、エンコーダは設けられていない。この構成では、サーボアンプ２０は、前述の構成要素に加え、センサレス制御器１２０１を有する。センサレス制御器１２０１は、モータ３０の位置応答を演算し、演算結果である位置応答を表す信号を、上位制御応答Ａ４ｇとして出力する。コントローラ１０は、この上位制御応答Ａ４ｇをフィードバック信号として入力し、前述と同様に、上位制御偏差Ａ２を生成する。サーボアンプ２０は、上位制御応答Ａ４ｇを微分器２６で微分した結果の信号Ａ８を生成し、サーボ制御指令Ａ３と信号Ａ８との演算結果の信号Ａ５を第２制御器５２に入力する。制御ゲイン推定器２７は、前述と同様に、サーボ制御指令Ａ３と例えば上位制御偏差Ａ２とを用いて、第１制御器５１の制御ゲインを推定する。図１３のような変形例でも、実施の形態１と同様の効果が得られる。

　＜実施の形態２＞
　図１４等を用いて、実施の形態２のモータ制御装置等について説明する。実施の形態２の基本的な構成は実施の形態１と同様であり、以下では実施の形態２における実施の形態１とは異なる構成部分について主に説明する。

　実施の形態２は、実施の形態１に対し主に異なる構成部分としては以下を有する。実施の形態２では、コントローラ１０内の上位制御指令Ａ１（例えば位置制御指令）を意図的に０（ゼロ）にし、サーボアンプ２０が上位制御応答Ａ４を任意に操作する。ゼロにされた上位制御指令Ａ１を、上位制御指令Ａ１ｃとする。操作された上位制御応答Ａ４を、操作上位制御応答Ａ４ｃとする。ゼロにされた上位制御指令Ａ１とは、言い換えると、時系列上の値として常にゼロ値（あるいはオフ信号）を有する信号である。また、このゼロ値は、所定の基準値やオフセット値などの一定値としてもよい。

　実施の形態２では、実施の形態１と同様にセミクローズド制御構成において、位置の制御におけるＰ制御を行う場合に、コントローラ１０の第１制御器５１の制御ゲインを推定する例について説明する。

　［モータ制御装置を含むシステム］
　図１４は、実施の形態２のモータ制御装置であるサーボアンプ２０を含んだシステム１００の構成を示す。図１４の構成では、サーボアンプ２０内には、実施の形態１と同様の構成要素の他に、上位応答操作器２８が設けられている。

　上位応答操作器２８は、モータ３０のエンコーダ３１から出力される信号である上位制御応答Ａ４に関して、値を任意に操作して、操作上位制御応答Ａ４ｃを生成し、コントローラ１０に出力する処理を行う部分である。

　実施の形態２では、上位制御指令Ａ１の値をゼロにし、かつ上位制御応答Ａ４を任意に操作する、所定の制御モードを有する。ユーザＵ１は、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１で、ＧＵＩ画面（図６の項目６０１）を通じて、この制御モード（「形態＝２」）を選択できる。実施の形態１での機能を、「形態＝１」とすると、実施の形態２での制御モードを、「形態＝２」として設定できる。「形態＝２」の制御モードの名前は、「ゼロ指令モード」「応答操作モード」など、任意に決めてもよい。

　実施の形態２でのこの制御モードでは、まず、上位制御指令Ａ１の値がゼロにされる。上位制御指令Ａ１の値をゼロにする手段は、各種があるが、例えば以下が適用できる。サーボアンプ２０、またはユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１から、コントローラ１０に、上位制御指令Ａ１の値をゼロにするように要求してもよい。コントローラ１０は、その要求を受けて、上位制御指令Ａ１をゼロにする。システム１００にこのような情報処理上の仕組みを有してもよい。あるいは、上位システム１のコントローラ１０の管理者の人に対し、事業者のユーザＵ１から、上位制御指令Ａ１の値をゼロにするように要求してもよい。管理者の人は、要求を受けて、コントローラ１０に対し、上位制御指令Ａ１の値をゼロにする操作を行う。このように、人の作業で実現してもよい。

　また、この制御モードでは、サーボアンプ２０からモータ３０に入力する指令と同様の指令を、上位応答操作器２８に入力する。例えば、サーボアンプ２０は、第２制御器５２として速度制御器５２Ｂの出力の信号Ａ６を、上位応答操作器２８に入力する。この信号Ａ６に基づいて、上位応答操作器２８は、モータ３０の出力である上位制御応答Ａ４に関する操作を行い、操作上位制御応答Ａ４ｃとして出力する。

　上位応答操作器２８による任意の操作は、予めプログラム処理で規定されてもよいし、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１を介して、ユーザＵ１による指示・設定として規定されてもよい。また、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１が、上位応答操作器２８での操作上位制御応答Ａ４ｃの操作の状態をモニタしてもよい。

　上位応答操作器２８は、可能な範囲内で任意に操作された操作上位制御応答Ａ４ｃを生成する。なお、モータ３０からの実際の上位制御応答Ａ４は、実施の形態１での機能、制御モードで利用される。

　なお、サーボアンプ２０内において、操作上位制御応答Ａ４ｃは、微分器２６の出力の信号Ａ８と同等値として得ることができる。

　コントローラ１０は、操作上位制御応答Ａ４ｃを入力し、演算器１１は、ゼロとされた上位制御指令Ａ１ｃと、操作上位制御応答Ａ４ｃとを演算し、演算結果として上位制御偏差Ａ２ｃを出力する。第１制御器５１、例えば位置制御器５１Ａは、上位制御偏差Ａ２ｃに基づいて、サーボ制御指令Ａ３を出力する。サーボアンプ２０は、サーボ制御指令Ａ３を入力し、微分器２６は、操作上位制御指令Ａ４ｃを微分した結果の信号Ａ８を出力する。演算器２１は、サーボ制御指令Ａ３と、信号Ａ８とを演算し、演算結果の信号Ａ５を出力する。第２制御器５２、例えば速度制御器５２Ｂは、信号Ａ５に基づいて、信号Ａ６を出力する。信号Ａ６が上位応答操作器２８に入力される。

　一方、制御ゲイン推定器２７は、サーボ制御指令Ａ３の他に、操作上位制御応答Ａ４ｃを入力し、メモリ資源に記憶する。実施の形態２では、制御ゲイン推定器２７は、上位制御偏差Ａ２を入力・取得する必要は無い。それは、操作上位制御応答Ａ４ｃが、上位制御偏差Ａ２の内容と対応しているからである。制御ゲイン推定器２７は、操作上位制御応答Ａ４ｃとサーボ制御指令Ａ３とを用いて、コントローラ１０の第１制御器５１の制御ゲインを推定し、推定制御ゲインＡ１０を記憶・出力する。これにより、実施の形態２では、サーボアンプ２０は、コントローラ１０から上位制御偏差Ａ２をモニタ、取得する必要無く、第１制御器５１の制御ゲインを推定できる。

　［実施の形態２の処理フロー］
　図１５は、実施の形態２で、上記制御モードの場合に、制御ゲイン推定器２７により制御ゲインを推定する処理フロー例を示す。本例は、位置の制御におけるＰ制御の場合にＰゲインを推定する例を示す。

　まず、ステップＳ３１で、「形態＝２」の制御モードが選択され、また例えば位置の制御におけるＰ制御が選択され、推定処理実行開始が入力される。

　ステップＳ３２で、サーボアンプ２０（あるいはユーザＵ１）は、コントローラ１０の上位制御指令Ａ１である位置制御指令値を０（ゼロ）にする。

　ステップＳ３３で、サーボアンプ２０は、信号Ａ６に基づいて、上位応答操作器２８により、上位制御応答Ａ４（例えば位置応答）を任意に操作する値として、操作上位制御応答Ａ４ｃを生成・設定し、出力する。

　ステップＳ３４で、コントローラ１０は、ゼロである上位制御指令Ａ１と操作上位制御応答Ａ４ｃとを演算器１１で演算して上位制御偏差Ａ２を出力し、上位制御偏差Ａ２から第１制御器５１である位置制御器５１Ａによってサーボ制御指令Ａ３を出力する。サーボアンプ２０の制御ゲイン推定器２７は、操作上位制御応答Ａ４ｃと、サーボ制御指令Ａ３とを入力し、メモリ資源に保存する。

　ステップＳ３５で、制御ゲイン推定器２７は、サーボ制御指令Ａ３と操作上位制御応答Ａ４ｃとを逐次比較する。制御ゲイン推定器２７は、比較した操作上位制御応答Ａ４ｃとサーボ制御指令Ａ３の倍率により、推定Ｐゲインを計算する。倍率は、割り算として、［Ａ４ｃの値］／［Ａ３の値］である。この倍率ないし比率が推定Ｐゲインとして得られる。

　ステップＳ３６で、サーボアンプ２０は、推定Ｐゲインを記憶・出力する。

　［実施の形態２の効果等］
　実施の形態２によれば、上位制御応答Ａ４に関して任意に操作し、サーボアンプ２０のみによって上位システム１のコントローラ１０の制御ゲインを推定できる。上位システム１のコントローラ１０側では、上位制御指令Ａ１の値をゼロにするのみでよく、他の操作・作業は不要である。そのため、制御ゲインの推定に要する工数が削減できる。

　なお、実施の形態２は、実施の形態１の機能に「形態＝２」の制御モードの機能が追加されている場合として説明したが、これに限定されず、この制御モードの機能のみが実装されている形態も勿論可能である。

　［変形例：疑似運転モード］
　上記実施の形態２での上位制御応答Ａ４の任意の操作に関して、例えばモータ３０の疑似運転に対応した操作として行うことが考えられる。実施の形態２の変形例では、サーボアンプ２０に、このようなモータ３０の疑似運転に対応した処理を行う疑似運転モジュール（言い換えると疑似モータ部）が設けられる。この疑似運転モジュールは、モータ３０の入出力を模した部分であり、モータ３０の疑似的な出力（言い換えると疑似的な上位制御応答）を得る部分である。この疑似運転モジュールは、サーボアンプ２０のプロセッサによる計算、プログラム処理により実現される。変形例では、制御モードの１つとして、モータ３０の疑似運転を行うモード（例えば「疑似運転モード」と記載）を有する。

　図１６は、実施の形態２の変形例における、疑似運転モードの場合の機能ブロック構成例を示す。図１６の例では、位置の制御におけるＰ制御の場合を示す。コントローラ１０の第１制御器５１は位置制御器５１Ａとして構成され、サーボアンプ２０の第２制御器５２は速度制御器５２Ｂとして構成されている。

　サーボアンプ２０は、モニタ器１５０１、疑似運転モジュール１５０２を有する。モニタ器１５０１は、コントローラ１０内の上位制御偏差Ａ２と、出力のサーボ制御指令Ａ３とをモニタする。例えば、コントローラ１０の出力端子Ｎ２から出力された上位制御偏差Ａ２が、入力端子Ｎ５から入力され、モニタ器１５０１に入力される。また、コントローラ１０の出力端子Ｎ３から出力されたサーボ制御指令Ａ３が、入力端子Ｎ６から入力され、モニタ器１５０１に入力される。モニタ器１５０１は、モニタとして取得した上位制御偏差Ａ２およびサーボ制御指令Ａ３をメモリ資源に保存し、制御ゲイン推定器２７に提供する。制御ゲイン推定器２７は、モニタによる上位制御偏差Ａ２およびサーボ制御指令Ａ３を用いて、コントローラ１０の第１制御器５１の制御ゲイン、例えば位置制御器５１Ａの制御ゲインを推定し、推定制御ゲインＡ１０を記憶、出力する。

　また、この変形例では、制御モードの１つである疑似運転モードで、モータ３０からの応答出力（上位制御応答Ａ４）を用いるのではなく、疑似運転モジュール１５０２を用いて、モータ３０の疑似運転による制御を行う。疑似運転モジュール１５０２は、プロセッサによるモータ２０の動作のシミュレーションで実現される。

　疑似運転モジュール１５０２は、サーボ制御指令Ａ３に基づいた、第２制御器５２、例えば速度制御器５２Ａの出力の信号Ａ６を入力し、モータ３０の疑似運転の計算に基づいて、モータ３０からの応答出力（上位制御応答Ａ４）を模した出力として、疑似的な上位制御応答Ａ４（疑似上位制御応答Ａ４ｄとする）を生成し出力する。

　コントローラ１０は、疑似上位制御応答Ａ４ｄを入力し、演算器１１は、上位制御指令Ａ１と疑似上位制御応答Ａ４ｄとを演算し、演算結果として疑似的な上位制御偏差Ａ２（疑似上位制御偏差Ａ２ｄとする）を生成する。第１制御器５１、例えば位置制御器５１Ａは、疑似上位制御偏差Ａ２ｄに基づいて疑似的なサーボ制御指令Ａ３（疑似サーボ制御指令Ａ３ｄとする）を出力する。

　一方、サーボアンプ２０は、疑似上位制御応答Ａ４ｄを微分器２６で微分した結果の信号Ａ８を生成し、演算器２１で、疑似サーボ制御指令Ａ３ｄと信号Ａ８とを演算し、演算結果の信号Ａ５を得る。信号Ａ５に基づいて、第２制御器５２、例えば速度制御器５２Ｂは、速度制御された結果の信号Ａ６を出力する。以降同様に、時系列上で、疑似運転モジュール１５０２を介して、モータ３０の疑似運転と、それに対応したサーボ制御とが行われる。

　なお、疑似運転モードでは、モータ３０を実際に駆動させる必要は無い。そのため、実際にモータ３０へ信号Ａ７を供給する必要は無い。例えば、サーボアンプ２０は、プログラム処理上で、信号Ａ７をオフとする、あるいは、演算器２２以降の処理上のスイッチをオフにする。

　上記疑似運転中に、制御ゲイン推定器２７は、第１制御器５１の制御ゲイン、例えば位置制御器５１Ａの制御ゲインを推定する。なお、図１６では、ユーザ・インタフェース４０等の図示を省略しているが、前述と同様に、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１を用いて、モニタ値や推定制御ゲインＡ１０などをユーザＵ１に対し出力可能である。また、ユーザ・インタフェース４０のアプリケーション４１を用いて、疑似運転モジュール１５０２の設定や状態出力を行ってもよい。

　この変形例によれば、モータ３０を駆動させる必要無く、モータ３０の疑似運転に基づいて、コントローラ１０の制御ゲインを推定できる。

　なお、図１４の実施の形態２での上位応答操作器２８に、図１６の変形例の疑似運転モジュール１５０２を内蔵した構成としてもよい。その場合、上位応答操作器２８は、疑似運転モジュール１５０２の疑似運転に基づいて、操作上位制御応答Ａ４ｃを生成する。

　＜他の変形例＞
　他の変形例として以下も可能である。図１のユーザ・インタフェース４０、図３のアプリケーション４１について、サーボアンプ２０に内蔵された形態としてもよいし、一部が上位システム１０内に内蔵された形態としてもよい。例えば、事業者が顧客に了承をもらって、コントローラ１０内に、情報・信号（例えば上位制御偏差Ａ２や上位制御指令Ａ１）のモニタのためのモニタプログラムをインストールする。モニタプログラムは、プロセッサによる処理によりモニタ器として機能する。モニタ器は、例えば上位制御偏差Ａ２の信号をモニタし、サーボアンプ２０あるいはアプリケーション４１に送信する。これにより、サーボアンプ２０あるいはアプリケーション４１は、例えば上位制御偏差Ａ２の信号をモニタ、取得できる。

　以上、本開示の実施の形態について具体的に説明したが、前述の実施の形態に限定されず、要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。各実施の形態は、必須構成要素を除き、構成要素の追加・削除・置換などが可能である。特に限定しない場合、各構成要素は、単数でも複数でもよい。各実施の形態を組み合わせた形態も可能である。

　１…上位システム、２…下位システム、３…制御対象システム、１０…コントローラ、１１…演算器、２０…サーボアンプ、２１…演算器、２３…電力変換器、２６…微分器、２７…制御ゲイン推定器、３０…モータ、３１…エンコーダ、３５…制御対象装置、４０…ユーザ・インタフェース、５１…第１制御器、５２…第２制御器、Ｕ１…ユーザ，Ａ１…上位制御指令、Ａ２…上位制御偏差、Ａ３…サーボ制御指令、Ａ４…上位制御応答、Ａ１０…推定制御ゲイン。

Claims

　上位システムからのサーボ制御指令に基づいてモータを駆動制御するモータ制御装置であって、
　前記上位システムは、サーボ制御の第１制御ゲインが設定されている第１制御器を有し、上位制御指令と、前記モータからの信号に基づいた上位制御応答との演算に基づいた上位制御偏差を、前記第１制御器に入力して、前記第１制御ゲインに基づいた前記サーボ制御指令を出力し、
　前記モータ制御装置は、
　前記サーボ制御のための第２制御器と、
　前記モータを駆動する信号を生成する電力変換器と、
　前記第１制御器の前記第１制御ゲインを推定する制御ゲイン推定器と、を有し、
　前記モータ制御装置は、前記サーボ制御指令と、前記上位制御応答とに基づいた信号を前記第２制御器に入力し、前記第２制御器から出力された信号を前記電力変換器に入力し、前記電力変換器から出力された信号を前記モータに供給し、
　前記制御ゲイン推定器は、前記サーボ制御指令と、前記上位制御偏差または前記上位制御指令とを入力し、前記第１制御ゲインを推定し、推定された結果として推定第１制御ゲインを出力する、
　モータ制御装置。
　請求項１記載のモータ制御装置において、
　ユーザ・インタフェースとして、前記モータ制御装置に接続または内蔵される計算機によって実現されるアプリケーションを備え、
　前記アプリケーションは、前記推定第１制御ゲインをユーザに対し出力する、
　モータ制御装置。
　請求項１記載のモータ制御装置において、
　ユーザ・インタフェースとして、前記モータ制御装置に接続または内蔵される計算機によって実現されるアプリケーションを備え、
　前記アプリケーションは、前記上位システムから前記上位制御偏差または前記上位制御指令をモニタし、モニタした前記上位制御偏差または前記上位制御指令をユーザに対し出力する、
　モータ制御装置。
　請求項１記載のモータ制御装置において、
　前記サーボ制御は、前記上位システムに位置の制御を有する場合と、速度の制御を有する場合とがあり、
　ユーザ・インタフェースとして、前記モータ制御装置に接続または内蔵される計算機によって実現されるアプリケーションを備え、
　前記アプリケーションは、ユーザの操作に基づいて、前記サーボ制御として前記位置の制御と前記速度の制御とから選択して設定し、
　前記制御ゲイン推定器は、選択されたサーボ制御に対応した前記第１制御ゲインを推定する、
　モータ制御装置。
　請求項１記載のモータ制御装置において、
　前記サーボ制御のフィードバック制御方法は、Ｐ制御（比例制御）と、ＰＩ制御（比例積分制御）とを有し、
　ユーザ・インタフェースとして、前記モータ制御装置に接続または内蔵される計算機によって実現されるアプリケーションを備え、
　前記アプリケーションは、ユーザの操作に基づいて、前記サーボ制御のフィードバック制御方法として前記Ｐ制御と前記ＰＩ制御とから選択して設定し、
　前記制御ゲイン推定器は、選択されたサーボ制御に対応した前記第１制御ゲインを推定する、
　モータ制御装置。
　請求項１記載のモータ制御装置において、
　前記サーボ制御は、前記上位システムに位置の制御を有する場合であり、
　前記第１制御器は、位置制御器であり、
　前記第２制御器は、速度制御器である、
　モータ制御装置。
　請求項１記載のモータ制御装置において、
　前記サーボ制御は、前記上位システムに速度の制御を有する場合であり、
　前記第１制御器は、速度制御器であり、
　前記第２制御器は、電流制御器である、
　モータ制御装置。
　請求項１記載のモータ制御装置において、
　前記サーボ制御のフィードバック制御方法は、Ｐ制御（比例制御）であり、
　前記制御ゲイン推定器は、前記Ｐ制御に対応した処理として、前記サーボ制御指令の値を前記上位制御偏差の値によって除算して得られる比率により、前記第１制御ゲインとしてＰゲインを推定する、
　モータ制御装置。
　請求項１記載のモータ制御装置において、
　前記サーボ制御のフィードバック制御方法は、ＰＩ制御（比例積分制御）であり、
　前記制御ゲイン推定器は、前記ＰＩ制御に対応した処理として、
　　周期ごとに、前記サーボ制御指令と前記上位制御偏差とを保存して、逐次に比較し、
　　現在の周期の前記上位制御偏差の値が、最初の周期の前記上位制御偏差に等しくなるまで保存し続け、
　　等しくなった周期までの前記サーボ制御指令および前記上位制御偏差に基づいて、前記第１制御ゲインを構成するＩゲインを推定し、
　　推定されたＩゲインに基づいて、前記第１制御ゲインを構成するＰゲインを推定する、
　モータ制御装置。
　請求項１記載のモータ制御装置において、
　前記上位制御指令の値をゼロにし、
　前記上位制御応答を操作する上位応答操作器を有し、
　前記上位応答操作器は、前記第２制御器から出力された信号に基づいて、前記上位制御応答の代わりに、操作された上位制御応答を生成し、操作上位制御応答として前記上位システムに出力し、
　前記上位システムは、前記操作上位制御応答に基づいて、前記サーボ制御指令を出力し、
　前記制御ゲイン推定器は、前記サーボ制御指令と前記操作上位制御応答とに基づいて、前記第１制御ゲインを推定する、
　モータ制御装置。
　請求項１記載のモータ制御装置において、
　前記モータの入出力に関する疑似運転を計算する疑似運転モジュールを有し、
　前記疑似運転モジュールは、前記第２制御器から出力された信号に基づいて、前記上位制御応答の代わりに、前記疑似運転による上位制御応答を生成し、疑似上位制御応答として前記上位システムに出力し、
　前記上位システムは、前記疑似上位制御応答に基づいて、疑似上位制御偏差から、前記サーボ制御指令を出力し、
　前記制御ゲイン推定器は、前記サーボ制御指令と前記疑似上位制御偏差とに基づいて、前記第１制御ゲインを推定する、
　モータ制御装置。
　上位システムからのサーボ制御指令に基づいてモータを駆動制御するモータ制御装置によって実行されるモータ制御方法であって、
　前記上位システムは、サーボ制御の第１制御ゲインが設定されている第１制御器を有し、上位制御指令と、前記モータからの信号に基づいた上位制御応答との演算に基づいた上位制御偏差を、前記第１制御器に入力して、前記第１制御ゲインに基づいた前記サーボ制御指令を出力し、
　前記モータ制御装置は、
　前記サーボ制御のための第２制御器と、
　前記モータを駆動する信号を生成する電力変換器と、
　前記第１制御器の前記第１制御ゲインを推定する制御ゲイン推定器と、を有し、
　前記モータ制御方法は、
　前記モータ制御装置が、前記サーボ制御指令と、前記上位制御応答とに基づいた信号を前記第２制御器に入力し、前記第２制御器から出力された信号を前記電力変換器に入力し、前記電力変換器から出力された信号を前記モータに供給するステップと、
　前記制御ゲイン推定器が、前記サーボ制御指令と、前記上位制御偏差または前記上位制御指令とを入力し、前記第１制御ゲインを推定し、推定された結果として推定第１制御ゲインを出力するステップと、
　を有する、モータ制御方法。