特許5834628IP Force 特許公報全文掲載

技術分野

アクチュエータの制御方法及びアクチュエータの制御装置に関し、より詳細には、計算量が比較的少なくて、フィードバックの要素を取り入れることができるアクチュエータの制御方法及びアクチュエータの制御装置

発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋

これに対して、本発明者は、最短時間制御を用いると共に、予め、計測されたアクチュエータの制御力の最大出力時の最大加速度と最大減速度を用いて、制御のための計算を行う計算時刻からの経過時間表示で、加速出力から減速出力へ切り替える切替時刻と、減速出力の終了時刻を算出し、前記計算時刻から前記切替時刻までは前記アクチュエータの制御力を最大加速出力とし、前記切替時刻から前記終了時刻までは前記アクチュエータの制御力を最大減速出力とし、前記終了時刻で制御力の出力を終了すると共に、前記算出ステップを予め設定した時間毎に繰り返し、前記切替時刻と前記終了時刻を算出して更新する「フィードバック最短時間制御」を行うアクチュエータの制御方法とアクチュエータの制御装置を考え、更に、制御系が持つ残り仕事と運動エネルギーの和である残留エネルギーの減少と共に、制御出力を小さくすることを考えた。 これらの制御方法と制御装置は、予め設定した時間毎に、制御の各時刻における目標値と制御値の偏差を入れて切替時刻と終了時刻を更新するというフィードバックの要素を取り入れているため、外力が変化しても、また、制御の時間間隔を高速にしなくても、常に安定した制御結果を得ることができるという効果を奏することができた。 しかしながら、これらの「フィードバック最短時間制御」を行う制御方法と制御装置においては、PID制御よりも安定かつ高速であることが確認されたが、2次関数の解を求める必要があるため、計算負荷が大きくコントローラの性能が低い場合には、制御周期を長くしないと適用できないという問題がある。 本発明は、の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、PID制御に代わる新たな制御手法として、より簡便な方法で「フィードバック最短時間制御」とほぼ同等の制御結果が得られるアクチュエータの制御方法及びアクチュエータの制御装置を提供することにある。

課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋

のような目的を達成するための本発明のアクチュエータの制御方法は、制御対象の運動エネルギーと制動可能仕事を比較し、前記制御対象の運動エネルギーと前記制動可能仕事が等しくなった時点で駆動から制動に切り替えると共に、前記制御対象の運動エネルギーと前記制動可能仕事の比較を予め設定した時刻毎に繰り返し行うと共に、前記制御対象の運動エネルギーと前記制動可能仕事の絶対値の和を制御終了の制御評価値とし、・・・ 続きを知財ポータルサイト IP Force にログインして見る
【発明の効果】
本発明に係るアクチュエータの制御方法及びアクチュエータの制御装置によれば、ON/OFF制御でも制御値を目標値に最短時間で合致させることが可能となり、計算が非常にシンプルになるので計算量が著しく少なくなり、コントローラの計算負荷を低減できる。また、エネルギー量の比較により制御を行うため、物理的な意味合いが明確となる。

この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]

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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋

【図1】本発明に係る第1の実施の形態のアクチュエータのエネルギー評価制御の制御フローを示す図である。

【図2】図1の制御フローのステップS15の詳細な制御フローを示す図である。

【図3】図1の制御フローのステップS16の詳細な制御フローを示す図である。

【図4】本発明に係る第1の実施の形態のアクチュエータのエネルギー評価制御の他の制御ブロックを示す図である。

【図5】図4の制御フローのステップS30の詳細な制御フローを示す図である。

【図6】制御出力制限値と制御評価値とEゲインの関係を示す図である。

【図7】制御出力制限値と制御評価値とEゲインの関係を示す別の図である。

【図8】本発明に係る第1の実施の形態のアクチュエータの制御方法による制御シミュレーション結果を示す図である。

【図9】本発明に係る第2の実施の形態のアクチュエータの制御方法による制御シミュレーション結果を示す図である。

【図10】一定加速度で駆動(加速)した場合の運動エネルギーと制動可能仕事の関係を示す図である。

【図11】運動エネルギーが制動可能仕事と等しくなった時に制動(減速)を開始した場合の運動エネルギーと制動可能仕事の関係を示す図である。

選択図 図1出願人が指定した本件の代表的な図

m 質量   v 速度   α 加速度   t0 制御の開始の時点   t1 駆動と制動の切り替えの時点   t2 制御の終了の時点   t3、t4 目標位置に達した時点   Tr 目標値   X 制御値

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