特許 6583070 設定支援装置、設定支援方法、情報処理プログラム、および記録媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6583070

(24)【登録日】2019年9月13日

(45)【発行日】2019年10月2日

(54)【発明の名称】設定支援装置、設定支援方法、情報処理プログラム、および記録媒体

(51)【国際特許分類】

   G05B 17/02 20060101AFI20190919BHJP

   G05B 11/36 20060101ALI20190919BHJP

   G05B 23/02 20060101ALI20190919BHJP

   H02P 29/00 20160101ALI20190919BHJP

【ＦＩ】

   G05B17/02

   G05B11/36 501Z

   G05B23/02 301Q

   H02P29/00

【請求項の数】9

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2016-49395(P2016-49395)

(22)【出願日】2016年3月14日

(65)【公開番号】特開2017-167607(P2017-167607A)

(43)【公開日】2017年9月21日

【審査請求日】2017年10月26日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100155712

【弁理士】

【氏名又は名称】村上 尚

(72)【発明者】

【氏名】森 泰元

(72)【発明者】

【氏名】恵木 守

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 文明

【審査官】 永田 和彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平６−３１９２８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−１２２７７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１４２１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 欧州特許出願公開第２５７９１１５（ＥＰ，Ａ１）

【文献】 米国特許第５９０９３７２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開２００４−７９５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第６１９８２４６（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開２０１４−１５５２８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 三菱電機株式会社，“Factory Automation”，［online］，２０１６年 ２月１９日，［２０１９年３月２６日検索］，インターネット，ＵＲＬ，http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/servo/smerit/mr/setup_popup.html

【文献】 Marek Stulrajter，外１名，“Motor Control Application Tuning (MCAT) Tool for 3-Phase PMSM”，Freescale Semiconductor Application Note，２０１３年，［２０１７年５月２４日検索］，ＵＲＬ，https://www.nxp.com/docs/en/application-note/AN4642.pdf

【文献】 Bishwajit Dash，外１名，“GUI/Simulink Based Interactive Interface for a DC Motor with PI Controller”，International Journal of Scientific & Engineering Research，２０１１年，Volume 2, Issue 12，ＵＲＬ，http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.301.599&rep=rep1&type=pdf

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０５Ｂ １１／００−１７／０２，２３／００−２３／０２，

Ｈ０２Ｐ ９／００，２９／００，３１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータ制御装置における制御処理で用いられる複数の制御パラメータの設定を支援する設定支援装置であって、
前記複数の制御パラメータの少なくともいずれか１つの値を変化させて、前記モータ制御装置を実際に複数回試験動作させる制御を行う、または、前記モータ制御装置の仮想モデルを利用したシミュレーションによって複数回試験動作させる制御を行う試験動作指示部と、
前記複数の制御パラメータのうち、前記試験動作で値を変化させる第１制御パラメータ以外の第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに連動させて変化させるか否かを設定するパラメータ調整部と、
前記試験動作の結果に応じて、前記モータ制御装置による制御の性能指標を算出する性能指標算出部と、
前記性能指標算出部が算出した性能指標と、前記第１制御パラメータの値とを関連づけて表示する制御を行う表示制御部と、を備え、
前記表示制御部が、前記性能指標の値と、２種類の前記第１制御パラメータとの関係を示す関係図を表示する制御を行うとともに、前記性能指標にｎ（ｎはｎ＞２を満たす整数）種類の前記第１制御パラメータが関連付けられている場合に、ｎ個から２個を選択する組合せの数毎に、前記関係図を同時または選択的に表示する制御を行うことを特徴とする設定支援装置。

【請求項2】

前記パラメータ調整部が、前記第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに連動させて変化させるか、任意の固定値とするかを設定することを特徴とする請求項１に記載の設定支援装置。

【請求項3】

前記制御パラメータが、前記モータ制御装置におけるフィードバック制御系を構成する制御器の制御パラメータであることを特徴とする請求項１または２に記載の設定支援装置。

【請求項4】

前記第１制御パラメータが、前記フィードバック制御系を構成する速度制御器の速度比例ゲインを含むことを特徴とする請求項３に記載の設定支援装置。

【請求項5】

前記第２制御パラメータが、前記フィードバック制御系を構成するトルクフィルタのカットオフ周波数を含むことを特徴とする請求項４に記載の設定支援装置。

【請求項6】

前記モータ制御装置が、当該モータ制御装置の仮想モデルに基づいて、モータの位置、速度、およびトルクの目標値であるモデル位置、モデル速度、およびモデルトルクの少なくともいずれか１つを出力するフィードフォワード制御部を備え、
前記制御パラメータが、前記フィードフォワード制御部を構成する制御器の制御パラメータも含むことを特徴とする請求項３に記載の設定支援装置。

【請求項7】

モータ制御装置における制御処理で用いられる複数の制御パラメータの設定を支援する設定支援方法であって、
前記複数の制御パラメータの少なくともいずれか１つの値を変化させて、前記モータ制御装置を実際に複数回試験動作させる制御を行う、または、前記モータ制御装置の仮想モデルを利用したシミュレーションによって複数回試験動作させる制御を行う試験動作指示ステップと、
前記複数の制御パラメータのうち、前記試験動作で値を変化させる第１制御パラメータ以外の第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに連動させて変化させるか否かを設定するパラメータ調整ステップと、
前記試験動作の結果に応じて、前記モータ制御装置による制御の性能指標を算出する性能指標算出ステップと、を有し、
さらに、前記性能指標算出ステップで算出した性能指標と、前記第１制御パラメータの値とを関連づけて表示する制御を行う表示制御ステップを有し、
前記表示制御ステップでは、前記性能指標の値と、２種類の前記第１制御パラメータとの関係を示す関係図を表示する制御を行うとともに、前記性能指標にｎ（ｎはｎ＞２を満たす整数）種類の前記第１制御パラメータが関連付けられている場合に、ｎ個から２個を選択する組合せの数毎に、前記関係図を同時または選択的に表示する制御を行うことを特徴とする設定支援方法。

【請求項8】

請求項１〜６のいずれか一項に記載の設定支援装置としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラムであって、前記各部としてコンピュータを機能させるための情報処理プログラム。

【請求項9】

請求項８に記載の情報処理プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、負荷装置を駆動するモータを制御するモータ制御装置の制御パラメータの設定を支援する設定支援装置等に関する。

【背景技術】

【0002】

モータを含む制御対象の制御性（応答性、安定性）を向上させるためには、制御対象に適した制御パラメータの設定が必要である。そこで、例えば、特許文献１には、演算モデルを用いて、調整パラメータを変更した場合のシミュレーションを実行し、シミュレーション結果に基づいて、サーボシステムの調整条件を自動設定する制御システムが開示されている。

【0003】

また、非特許文献１には、速度制御ゲインとモデル制御ゲインの組み合わせを変化させ、実機の応答を計測し、整定時間やオーバーシュートなどの指標を色で表示する駆動機器が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−１２２７７９号公報（２００９年６月４日公開）

【非特許文献】

【0005】

【非特許文献1】三菱電機，“ＭＲ Ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｏｒ”，［online］，［平成２８年３月１０日検索］，インターネット ＜URL：http://www.mitsubishielectric.co.jp/fa/products/drv/servo/smerit/mr/setup_popup.html＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

制御対象の制御性を向上させるために設定すべき制御パラメータは、例えば、位置制御を行うための一般的なフィードバック制御器の場合でも、位置比例ゲイン、速度比例ゲイン、速度積分ゲイン、というように３つ以上ある。

【0007】

しかしながら、特許文献１に記載された構成では、２つの制御パラメータを変更する場合のシミュレーションしか実行できない。制御パラメータは、ある制御パラメータを変化させると、他の制御パラメータの最適値が変動する場合もあり、２つの制御パラメータしかシミュレーションできない場合、複数ある制御パラメータを適切な値に設定することが困難となる可能性が高い。

【0008】

また、非特許文献１に開示された構成でも、２つの制御パラメータを変化させているのみであり、特許文献１と同様の課題を生じる。さらに、非特許文献１では、実機を駆動し、その計測結果を用いるので、処理に時間を要してしまう。

【0009】

本発明は、前記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、複数の制御パラメータを容易かつ適切に設定することを支援する設定支援装置等を実現することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

前記課題を解決するために、本発明に係る設定支援装置は、モータ制御装置における制御処理で用いられる複数の制御パラメータの設定を支援する設定支援装置であって、前記複数の制御パラメータの少なくともいずれか１つの値を変化させて、前記モータ制御装置を実際に複数回試験動作させる制御を行う、または、前記モータ制御装置の仮想モデルを利用したシミュレーションによって複数回試験動作させる制御を行う試験動作指示部と、前記複数の制御パラメータのうち、前記試験動作で値を変化させる第１制御パラメータ以外の第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに連動させて変化させるか否かを設定するパラメータ調整部と、前記試験動作の結果に応じて、前記モータ制御装置による制御の性能指標を算出する性能指標算出部とを備えることを特徴としている。

【0011】

上記の構成では、制御パラメータの値を変化させて前記試験動作を複数回行い、該試験動作の結果に応じて、モータ制御装置による制御の性能指標を算出する。ここで、制御パラメータを第１制御パラメータと第２制御パラメータとに分類するとともに、第２制御パラメータを、第１制御パラメータに連動させて変化させるか否かを設定することが可能となっている。すなわち、第２制御パラメータを第１制御パラメータに連動させて変化させた場合と連動させない場合との試験動作を実行することが可能となるので、試験動作の条件のバリエーションを増やすことができる。したがって、複数の制御パラメータのそれぞれに対してより最適な値が設定されるように支援することが可能となる。

【0012】

本発明に係る設定支援装置では、前記性能指標算出部が算出した性能指標と、前記第１制御パラメータの値とを関連づけて表示する制御を行う表示制御部をさらに備えていてもよい。

【0013】

上記の構成によれば、性能指標と第１制御パラメータの値とが関連づけられて表示されるので、ユーザはその表示内容を確認することにより、好ましい第１制御パラメータの値を選択することが可能となる。

【0014】

本発明に係る設定支援装置では、前記パラメータ調整部が、前記第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに連動させて変化させるか、任意の固定値とするかを設定するものであってもよい。

【0015】

上記の構成によれば、第２制御パラメータを任意の固定値とすることを選択することが可能となるので、例えば状況に応じてユーザが第２制御パラメータの好ましい値を認識している場合に、これを採用した試験動作を実行させることが可能となる。

【0016】

本発明に係る設定支援装置では、前記制御パラメータが、前記モータ制御装置におけるフィードバック制御系を構成する制御器の制御パラメータであってもよい。

【0017】

上記の構成では、制御パラメータがフィードバック制御系を構成する制御器の制御パラメータであるので、制御パラメータ同士が互いに影響を与える場合と、そうでない場合とが混在していることが考えられる。これに対して、上記の構成によれば、第２制御パラメータが第１制御パラメータに影響される場合には、第２制御パラメータを、第１制御パラメータに連動させて変化させるように設定する一方、第２制御パラメータが第１制御パラメータに影響されない場合には、第２制御パラメータを、第１制御パラメータに連動させないように設定することが可能となる。

【0018】

本発明に係る設定支援装置では、前記第１制御パラメータが、前記フィードバック制御系を構成する速度制御器の速度比例ゲインを含むものであってもよい。

【0019】

モータ制御装置におけるフィードバック制御系において、速度制御器は基本的に必須の構成である。また、一般的なモータ制御のフィードバック制御系では、速度制御器は位置制御器とトルクフィルタとの間に設けられる。さらに、速度制御器におけるパラメータの中でも、速度比例ゲインは他の制御パラメータへの影響が大きくなる場合が多い。

【0020】

すなわち、速度比例ゲインは、モータ制御のフィードバック制御系において、重要な制御パラメータであるとともに、他の制御パラメータへ影響を与える可能性が高いものである。よって、第１制御パラメータとして速度比例ゲインを設定することによって、試験動作の条件をより的確に調整して実行させることが可能となる。

【0021】

一例として、第１制御パラメータとして、速度比例ゲインと速度積分ゲインとを設定する場合、および、速度比例ゲインと位置比例ゲインとを設定する場合などが挙げられる。これらの例によれば、性能指標に対する影響力の大きい２つの制御パラメータを第１制御パラメータとして設定されるので、好ましい性能指標となるような各制御パラメータの調整がより容易に実現することができる。

【0022】

本発明に係る設定支援装置では、前記第２制御パラメータが、前記フィードバック制御系を構成するトルクフィルタのカットオフ周波数を含むものであってもよい。

【0023】

一般的に、モータ制御のフィードバック制御系において、トルクフィルタは速度制御器の後段に設けられる。この場合、速度比例ゲインを増大させると、より高い周波数帯域も制御対象となるため、制御対象とする周波数帯域をカットオフ周波数によって絞り込むトルクフィルタについても、パラメータを変動させる必要がある。すなわち、上記の構成のように、速度比例ゲインに応じてトルクフィルタのカットオフ周波数を連動させて変化させることによって、制御の対象となる周波数帯域に見合ったパラメータの値の設定が可能になる。

【0024】

本発明に係る設定支援装置では、前記モータ制御装置が、当該モータ制御装置の仮想モデルに基づいて、モータの位置、速度、およびトルクの目標値であるモデル位置、モデル速度、およびモデルトルクの少なくともいずれか１つを出力するフィードフォワード制御部を備え、前記制御パラメータが、前記フィードフォワード制御部を構成する制御器の制御パラメータも含むものであってもよい。

【0025】

上記の構成では、制御パラメータがフィードフォワード制御系を構成する制御器の制御パラメータもさらに含んでいる。したがって、フィードバック制御系とフィードフォワード制御系とを両方備えた構成において、制御パラメータの設定支援を実現することが可能となる。

【0026】

本発明に係る設定支援装置では、前記表示制御部が、前記性能指標の値と前記第１制御パラメータとの関係を示す関係図を表示する制御を行うとともに、複数種類の前記性能指標毎に、前記関係図の表示を同時または選択的に行う制御を行うものであってもよい。

【0027】

上記の構成によれば、複数種類の性能指標の値について、それぞれ第１制御パラメータとの関係図が同時または選択的に表示されるので、ユーザは様々な性能指標を考慮して制御パラメータの値の設定を行うことが可能となる。

【0028】

本発明に係る設定支援装置では、前記表示制御部が、前記性能指標の値と、ｍ（ｍは２以上の整数）種類の前記第１制御パラメータとの関係を示す関係図を表示する制御を行うとともに、前記性能指標にｎ（ｎはｎ≧ｍを満たす整数）種類の前記第１制御パラメータが関連付けられている場合に、ｎ個からｍ個を選択する組合せの数毎に、前記関係図を同時または選択的に表示する制御を行うものであってもよい。

【0029】

上記の構成によれば、複数種類の第１制御パラメータと性能指標との関係が同時または選択的に表示されるので、ユーザは様々な種類の第１制御パラメータを考慮して制御パラメータの値の設定を行うことが可能となる。

【0030】

本発明に係る設定支援装置では、前記表示制御部が、前記性能指標の値と前記第１制御パラメータとの関係を示す関係図を表示する制御を行うとともに、前記関係図においてユーザによって選択された任意の点の情報を受け付けるとともに、前記選択された点に対応する前記第１制御パラメータを、前記モータ制御装置における制御処理で用いられる制御パラメータとして設定するパラメータ設定部をさらに備えるものであってもよい。

【0031】

上記の構成によれば、ユーザは、性能指標の値と第１制御パラメータとの関係を示す関係図において任意の点を選択することによって、モータ制御装置における制御処理で用いられる制御パラメータを設定することが可能となる。よって、制御パラメータの設定処理を容易かつ迅速に行うことが可能となる。

【0032】

本発明に係る設定支援装置では、前記表示制御部が、前記性能指標の値と、ｍ（ｍは２以上の整数）種類の前記第１制御パラメータとの関係をｍ個の軸によって示す関係図を表示する制御を行うとともに、前記軸における表示範囲および分解能の少なくともいずれか一方を変更する制御を行うものであってもよい。

【0033】

上記の構成によれば、性能指標の値と、ｍ種類の第１制御パラメータとの関係がｍ個の軸によって関係図として表示されるとともに、軸における表示範囲および分解能の少なくともいずれか一方を変更する制御が行われる。よって、状況に応じて、制御パラメータの選択支援に適した関係図の表示を実現することができる。

【0034】

前記課題を解決するために、本発明に係る設定支援方法は、モータ制御装置における制御処理で用いられる複数の制御パラメータの設定を支援する設定支援方法であって、前記複数の制御パラメータの少なくともいずれか１つの値を変化させて、前記モータ制御装置を実際に複数回試験動作させる制御を行う、または、前記モータ制御装置の仮想モデルを利用したシミュレーションによって複数回試験動作させる制御を行う試験動作指示ステップと、前記複数の制御パラメータのうち、前記試験動作で値を変化させる第１制御パラメータ以外の第２制御パラメータを、前記第１制御パラメータに連動させて変化させるか否かを設定するパラメータ調整ステップと、前記試験動作の結果に応じて、前記モータ制御装置による制御の性能指標を算出する性能指標算出ステップとを有することを特徴としている。

【0035】

本発明の各態様に係る設定支援装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを上記設定支援装置が備える各部（ソフトウェア要素）として動作させることにより上記設定支援装置をコンピュータにて実現させる設定支援装置の制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。

【発明の効果】

【0036】

本発明によれば、制御パラメータの値を変化させて前記試験動作を複数回行い、該試験動作の結果に応じて、モータ制御装置による制御の性能指標を算出する。ここで、制御パラメータを第１制御パラメータと第２制御パラメータとに分類するとともに、第２制御パラメータを、第１制御パラメータに連動させて変化させるか否かを設定することが可能となっている。すなわち、第２制御パラメータを第１制御パラメータに連動させて変化させた場合と連動させない場合との試験動作を実行することが可能となるので、試験動作の条件のバリエーションを増やすことができる。したがって、複数の制御パラメータのそれぞれに対してより最適な値が設定されるように支援することが可能となるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【図1】シミュレーションを実行する場合のブロック図である。

【図2】実際にサーボドライバ２を駆動させて応答を計測する場合の要部構成を示すブロック図である。

【図3】制御システムの概要を示す図である。

【図4】サーボドライバの要部構成を示す図である。

【図5】フィードフォワードの要部構成を示すブロック図である。

【図6】シミュレーションを実行して制御パラメータを設定する処理の流れを示すフローチャートである。

【図7】実機計測して制御パラメータを設定する処理の流れを示すフローチャートである。

【図8】変化させる制御パラメータが１つの場合の結果表示の例を示す図であり、（ａ）は横軸に制御パラメータ、縦軸に性能指標を示す２次元グラフで表示する例を示す図であり、（ｂ）は横軸に制御パラメータ、縦軸の左右それぞれに異なる性能指標を示す２次元グラフで表示する例を示す図である。

【図9】制御パラメータＡ、性能指標α、βの組み合わせ例を説明するための図である。

【図10】変化させる制御パラメータが２つの場合の結果表示の例を示す図であり、（ａ）は横軸に制御パラメータＡ、縦軸に制御パラメータＢ、グラフ平面上の色で性能指標を表現したマップ表示の例を示す図であり、（ｂ）はＸ軸に制御パラメータＡ、Ｙ軸に制御パラメータＢ、Ｚ軸に性能指標とった３次元グラフで表示する例を示す図である。

【図11】制御パラメータＡ、Ｂ，および性能指標の組み合わせ例を説明するための図である。

【図12】（ａ）、（ｂ）は、変化させる制御パラメータが３つの場合の結果表示の例を示す図である。

【図13】周波数応答における性能指標の例を示す図であり、（ａ）は閉ループ特性を示す図であり、（ｂ）は開ループ特性を示す図である。

【図14】時間応答における性能指標の例を示す図である。

【図15】表示部１２における表示画面例を示す図である。

【図16】シミュレーション結果１５１１の表示の一例を示す図であり、（ａ）はノッチフィルタを設定していない状態を示す図であり、（ｂ）はノッチフィルタを設定していない状態を示す図である。

【図17】手動でゲイン、フィルタパラメータの設定を行うための画面例を示す図である。

【図18】トルクフィルタＬＰＦのカットオフ周波数を前述した制御パラメータの設定方法で、他の制御パラメータの値を元に値を定めた場合と、固定の値とした場合とにおけるシミュレーション結果１５１１を示す図であり、（ａ）は固定値にした場合を示す図であり、（ｂ）は速度比例ゲインの値を元に値を定めた場合を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0038】

以下、本発明の本実施形態について、詳細に説明する。本実施形態に係る設定装置１は、サーボドライバ２を調整、および制御するものである。より詳細には、設定装置１は、サーボドライバ２の応答状態を計測し、またサーボドライバ２のシミュレーションを実行し、サーボドライバ２の応答状態、またはシミュレーション結果をユーザに提示し、ユーザから、サーボドライバ２の制御パラメータ（位置ゲイン、速度ゲイン、フィルタのカットオフ周波数等）の設定を受け付ける。そして、サーボドライバ２は設定された制御パラメータに基づきモータ３の制御を行う。

【0039】

また、本実施形態に係る設定装置１では、複数の制御パラメータの値を変更させつつ、シミュレーションまたはサーボドライバ２の駆動を実行し、周波数応答、時間応答等の性能指標をユーザに提示することができる。

【0040】

〔制御システム〕
まず、図３を参照して本実施形態に係る制御システムについて説明する。図３は、制御システムの概要を示す図である。制御システムは、サーボ機構を用いて負荷装置４の動作を制御するものであり、図３に示すように、設定装置（設定支援装置）１、サーボドライバ（モータ制御装置）２、モータ３、および負荷装置４を含む。

【0041】

設定装置１は、サーボドライバ２の制御パラメータを設定および調整するための装置であり、調整用ソフトウェアが含まれている。具体的には、設定装置１は、調整用ソフトウェアを用いて、サーボドライバ２の応答状態が最適となるように、サーボドライバ２の制御パラメータ（例えば、位置ゲイン、速度ゲイン、フィルタのカットオフ周波数等）を調整する。なお、調整用ソフトウェアは、サーボドライバ２の応答状態を計測する機能とサーボドライバ２の応答をシミュレーションする機能と有する。設定装置１は、例えば、パーソナルコンピュータによって実現され、パーソナルコンピュータに格納されたプログラム（調整用ソフトウェア）が実行されることで、当該コンピュータが設定装置１として機能する。

【0042】

ユーザ（制御システムの使用者、設定者等）５は、設定装置１を用いて、サーボドライバ２の制御パラメータの設定および調整を行う。すなわち、ユーザ５は、設定装置１上で動作する調整用ソフトウェアを用いてサーボドライバ２の制御パラメータを設定し、サーボドライバ２の応答状態が最適となるように調整する。換言すれば、実際の計測結果、およびシミュレーション結果を用いて応答状態を確認し、制御パラメータの調整を行う。

【0043】

サーボドライバ２は、設定装置１により設定され、調整された制御パラメータを記憶するとともに、その制御パラメータに従ってモータ３を駆動し、負荷装置４を動作させる。また、サーボドライバ２は、設定装置１、およびモータ３と、有線または無線により通信可能に接続されている。例えば、サーボドライバ２は、設定装置１とＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルによって接続されている。また、サーボドライバ２とモータ３とは、例えば、専用ケーブルによって接続されている。

【0044】

〔設定装置の詳細〕
次に、図１、２を参照して設定装置１の詳細について説明する。図１、２は、設定装置１の要部構成を示すブロック図である。図１は、シミュレーションを実行する場合のブロック図であり、図２は、実際にサーボドライバ２を駆動させて応答を計測する場合の要部構成を示すブロック図である。

【0045】

図１に示すように、サーボドライバ２のシミュレーションを実行する場合、設定装置１は、操作制御部１０、パラメータ設定部２０、パラメータ調整部３０、試験動作指示部４０、シミュレーション部５０、性能指標算出部６０、および表示制御部７０を含む。

【0046】

操作制御部１０は、入力部１１を介して入力された設定装置１に対する指示に基づき、その内容を対応するブロックに通知するものである。例えば、制御パラメータの設定指示を受け付けた場合は、その内容をパラメータ設定部２０に通知する。また、制御パラメータの調整指示を受け付けた場合は、その旨をパラメータ調整部３０に通知する。また、性能指標の算出指示を受け付けた場合は、その旨を性能指標算出部６０に通知する。また、表示に関する指示を受け付けた場合は、その旨を表示制御部７０に通知する。

【0047】

パラメータ設定部２０は、操作制御部１０から通知された制御パラメータをサーボドライバ２に設定する。制御パラメータの例としては、上述したように、位置ゲイン、速度ゲイン、フィルタのカットオフ周波数等が挙げられる。また、後述のように、サーボドライバ２がフィードフォワードを用いる構成である場合には、制御パラメータとして、モデル追従制御部のゲインを設定することができる。

【0048】

パラメータ調整部３０は、シミュレーションを実行するパラメータを調整するものであり、第１パラメータ調整部３１、および第２パラメータ調整部３２を含む。

【0049】

第１パラメータ調整部３１は、複数ある制御パラメータのうち、第１制御パラメータとして設定される制御パラメータを調整する。第１制御パラメータとして設定される制御パラメータの例としては、速度比例ゲイン、速度積分ゲイン、位置比例ゲイン、モデル追従制御部のゲインが挙げられる。

【0050】

第１制御パラメータとして、速度比例ゲインと速度積分ゲインとを設定する場合、および、速度比例ゲインと位置比例ゲインとを設定する場合、性能指標に対する影響力の大きい２つの制御パラメータを第１制御パラメータとして設定することができるので、好ましい性能指標となるような各制御パラメータの調整をより容易に実現することができる。

【0051】

第２パラメータ調整部３２は、複数ある制御パラメータのうち、第２制御パラメータとして設定される制御パラメータを調整する。第２制御パラメータは、第１制御パラメータの値により、設定される制御パラメータ、または固定値の制御パラメータである。第２制御パラメータとして設定される制御パラメータの例としては、速度積分ゲイン、位置比例ゲイン、モデル追従制御部のゲインが挙げられる。

【0052】

試験動作指示部４０は、パラメータ調整部３０が調整した第１パラメータおよび第２パラメータを用いて、サーボドライバ２のシミュレーションを実行する指示をシミュレーション部５０に通知する。すなわち、試験動作指示部４０は、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータを用いて、シミュレーションによって複数回の試験動作を行うように指示する。

【0053】

シミュレーション部５０は、試験動作指示部４０から通知された第１パラメータおよび第２パラメータを用いてサーボドライバ２のシミュレーションを実行する。

【0054】

性能指標算出部６０は、シミュレーション部５０が実行したシミュレーション結果を用いて、性能指標（制御の安定性、制定時間等の応答性）を算出する。

【0055】

表示制御部７０は、表示部１２での表示を制御する。

【0056】

また、図１に示すように、サーボドライバ２は、位置制御器２１、速度制御器２２、およびトルクフィルタ２３を含む。これらの処理の内容を、図４を参照して説明する。

【0057】

図４に示すように、位置制御器２１は、例えば比例制御（Ｐ制御）を行う。具体的には、動作指示部から通知された位置指令と検出位置との偏差である位置偏差に、位置制御器の周波数伝達関数Ｃｐを乗ずることにより指令速度を出力する。ここで、位置制御器２１は、パラメータ設定部２０により設定されることにより、予め、位置比例ゲインＫｐｐが周波数伝達関数Ｃｐとして設定されている。すなわち、周波数伝達関数Ｃｐは、定数となる関数である。

【0058】

速度制御器２２は、例えば比例制御（Ｐ制御）を行う。具体的には、位置制御器２１から出力された指令速度と検出速度（速度計測値）との偏差である速度偏差に、速度制御器の周波数伝達関数Ｃｖを乗ずることにより指令トルクを出力する、ここで、速度制御器２２は、パラメータ設定部２０により設定されることにより、予め、速度比例ゲインＫｖｐが周波数伝達関数Ｃｖとして設定されている。なお、速度制御器２２は、比例制御（Ｐ制御）ではなく、ＰＩ制御を行ってもよい。この場合、速度制御器２２は、パラメータ設定部２０によって速度比例ゲインＫｖｐと速度積分ゲインＫｖｉとが設定されることにより、周波数伝達関数として、Ｋｖｐ×（１＋Ｋｖｉ／２）（ラプラス演算子ｓの関数）が設定されている。

【0059】

トルクフィルタ２３は、速度制御器２２より出力された指令トルクに基づいて、モータ３を制御し、負荷装置４を動作させる。トルクフィルタ２３は、トルク指令フィルタ（１次のローパスフィルタ）、および複数のノッチフィルタを含み、制御パラメータとして、トルク指令フィルタのカットオフ周波数、ノッチフィルタの中心周波数、深さ、幅を有している。

【0060】

次に、図２を参照して、シミュレーションではなく、サーボドライバ２にパラメータ調整部３０で調整した制御パラメータを設定し、計測した応答結果から性能指標を算出する構成（以降、実機計測とも呼ぶ）について説明する。実機計測において、上述した図１の場合と異なるのは、シミュレーション部５０を備えておらず、性能指標算出部６０がサーボドライバ２の計測結果を用いて性能指標を算出する点である。実機計測では、シミュレーションではなく、実際にサーボドライバ２を駆動させて、その結果を計測するので、シミュレーション部５０は不要となる。

【0061】

また、試験動作指示部４０は、第１制御パラメータおよび第２制御パラメータを用いて、実際にサーボドライバ２を駆動させることにより複数回の試験動作を行うように指示する。

【0062】

〔変形例〕
なお、サーボドライバ２がフィードフォワードを用いる構成であってもよい。図５を参照して、サーボドライバ２にフィードフォワードを含む構成を説明する。図５は、フィードフォワードの要部構成を示すブロック図である。図５に示すように、モデルフィードフォワード部５１は、速度指令生成５２、位置制御器（制御パラメータＣｐ’）５３、速度制御器（制御パラメータＣｖ’）５４、および制御対象モデル（制御パラメータＰ’）５５を含む。

【0063】

モデルフィードフォワード部５１は、モデル追従制御によるフィードフォワードを実行するものであり、モータ３の位置、速度、トルクの目標値であるモデル出力位置、モデル出力速度、モデル出力トルクを制御し、モデル追従制御部（位置制御器５３と速度制御器５４）のゲインを制御パラメータとしてもっている。

【0064】

速度指令生成５２は、外部からの位置指令を受け付け、速度指令を生成する。そして、生成した速度指令を速度制御器５４へと出力する。

【0065】

位置制御器５３は、前記位置指令から生成されたモデル出力位置を受け付け、当該モデル出力位置が当該位置指令に追従するよう制御するモデル速度制御指令を生成する。そして、生成したモデル速度制御指令を、速度制御器５４へと出力する。

【0066】

速度制御器５４は、位置制御器５３により生成されたモデル速度制御指令、速度指令生成５２により生成された速度指令、および、制御対象モデル５５により生成されたモデル出力速度を受け付け、当該モデル出力速度が、モデル速度制御指令および速度指令に追従するよう制御するようモデルトルク制御指令を生成する。そして、生成したモデルトルク制御指令を、制御対象モデル５５へ出力する。

【0067】

制御対象モデル５５は、速度制御器５４から出力されたモデルトルク制御指令を受け付けて、モデル出力位置およびモデル出力速度を生成し、出力する。

【0068】

〔処理の流れ〕
次に、図６、７を参照して、制御パラメータを設定する処理の流れを説明する。図６は、シミュレーションを実行して制御パラメータを設定する処理の流れを示すフローチャートであり、図７は、実機計測して制御パラメータを設定する処理の流れを示すフローチャートである。

【0069】

〔シミュレーションを用いる場合〕
まず、図６を参照して、シミュレーションを実行して制御パラメータを設定する処理の流れについて説明する。

【0070】

設定装置１では、制御パラメータの調整開始の指示を受け付けると、まず、シミュレーション部５０は、シミュレーションモデルの作成を行う（Ｓ１０１）。シミュレーションモデルの作成は、例えば、次の方法により行う。（１）実際の装置を駆動させて得た計測データから作成する。（２）負荷装置の物理モデルから作成する。物理モデル中のパラメータ（イナーシャ、摩擦、剛性など）の値は、実際の装置を駆動させて得た計測データを使った同定演算またはユーザによる入力によって定める。

【0071】

次に、調整に用いる性能指標を決定する（Ｓ１０２）。なお、性能指標とは応答を評価するためのものである。性能指標の決定は、ユーザによる指定を受け付けることにより行ってもよいし、シミュレーション部５０において自動的に決定してもよい。なお、性能指標の例としては、整定時間、ピークゲイン等が挙げられる。

【0072】

次に、制御パラメータの設定方法を決定する（Ｓ１０３）。詳細には、調整するそれぞれの制御パラメータについて、以下のいずれの方法で値を設定するかを決定する。（１）シミュレーションする際に値を変化させる。（２）他の制御パラメータの値を元に値を定める。（３）固定の値とする。なお、（１）の方法で決定する制御パラメータは、結果の表示が「３次元グラフ」または「マップ表示」の場合には２つ、「２次元グラフ」の場合には１つである必要がある。

【0073】

また、（２）他の制御パラメータの値を元に値を定める設定方法の例としては、以下のものが挙げられる。速度比例ゲインＫ_ｖｐの値を元に、位置比例ゲインＫ_ｐｐ、速度積分ゲインＫ_ｖｉ、トルクフィルタＬＰＦ（Low Pass Filter）のカットオフ周波数ｆ_ｔｆの値を定める場合、以下のように定義した関係式を用いて制御パラメータの値を定めることができる。
Ｋ_ｐｐ＝ｆ_１（Ｋ_ｖｐ）＝Ｋ_ｖｐ／４
Ｋ_ｖｉ＝ｆ_２（Ｋ_ｖｐ）＝Ｋ_ｖｐ／４
ｆ_ｔｆ＝ｆ_３（Ｋ_ｖｐ）＝５Ｋ_ｖｐ
また、評価対象の応答を位置制御の応答とする場合、位置比例ゲインＫ_ｐｐ、および速度比例ゲインＫ_ｖｐを（１）の設定方法で定め、速度積分ゲインＫ_ｖｉ、およびトルクフィルタＬＰＦのカットオフ周波数ｆ_ｔｆを（２）、または（３）の設定方法で定めることができる。

【0074】

また、評価対象の応答を速度制御の応答とする場合、速度比例ゲインＫ_ｖｐ、および速度積分ゲインＫ_ｖｉを（１）の設定方法で定め、トルクフィルタＬＰＦのカットオフ周波数ｆ_ｔｆを（２）、または（３）の設定方法で定めることができる。

【0075】

なお、（２）他の制御パラメータの値を元に値を定める設定方法は、応答性を重視するか、または安定性を重視するかで選択できるようにしてもよい（モード選択）。

【0076】

また、シミュレーション結果を表示するマトリクス（詳細は、後述する。図１５のシミュレーション結果１５１１に対応）の分解能の指定を受け付けたり、縦軸、横軸の範囲（最大値、最小値）の設定を受け付けたりしてもよい。マトリクスの分解能や縦軸、横軸の範囲をユーザが設定可能となることにより、よりユーザ所望のシミュレーション結果を提示することができる。

【0077】

次に、ステップＳ１０３で（１）の設定方法により定めると決定された制御パラメータである、パラメータＡ（第１パラメータ）およびパラメータＢ（第２パラメータ）の値を変更させつつシミュレーションを実行する（Ｓ１０４〜Ｓ１１０）。

【0078】

例えば、（１）の設定方法で定められる制御パラメータが位置比例ゲインＫ_ｐｐ、および速度比例ゲインＫ_ｖｐで、（２）の方法で定められる制御パラメータが速度積分ゲインＫ_ｖｉおよびトルクフィルタＬＰＦのカットオフ周波数ｆ_ｔｆの場合、以下のように制御パラメータの値を順次変更しながら、シミュレーションを実行する。
（ａ）（１）の設定方法で定められる制御パラメータである位置比例ゲインＫ_ｐｐを、Ｋ_ｐｐ＝Ｋ_ｐｐ［０］, Ｋ_ｐｐ［１］, …, Ｋ_ｐｐ［Ｍ−１］と変化させる。
（ｂ）（１）の設定方法で定められる制御パラメータである速度比例ゲインＫ_ｖｐを、Ｋ_ｖｐ＝Ｋ_ｖｐ［０］, Ｋ_ｖｐ［１］, …, Ｋ_ｖｐ［Ｎ−１］と変化させる。
（ｃ）（２）の設定方法で定められる制御パラメータである速度積分ゲインＫ_ｖｉおよびトルクフィルタＬＰＦのカットオフ周波数ｆ_ｔｆは、Ｋ_ｖｐから求める。
ここで、シミュレーションされた性能指標を記録する２次元配列をｒｅｓｕｌｔ［Ｍ］［Ｎ］とする。
ＦＯＲ ｍ＝０からＭ−１まで ＤＯ
Ｋ_ｐｐ ＝ ｋ_ｐｐ［ｍ］
ＦＯＲ ｎ＝０からＮ−１まで ＤＯ
Ｋ_ｖｐ ＝Ｋ_ｖｐ［ｎ］
Ｋ_ｖｉ ＝ ｆ_２（Ｋ_ｖｐ）
ｆ_ｔｆ ＝ ｆ_３（Ｋ_ｖｐ）
制御パラメータＫ_ｐｐ, Ｋ_ｖｐ, Ｋ_ｖｉ, ｆ_ｔｆを使ってシミュレーションを実行
シミュレーションで求められた性能指標をｒｅｓｕｌｔ［ｍ］［ｎ］に記録
ＥＮＤＦＯＲ
ＥＮＤＦＯＲ
次に、ステップＳ１１１で、性能指標算出結果（配列ｒｅｓｕｌｔ）を表示する。なお、表示の詳細については後述する。

【0079】

次に、ステップＳ１１２で、制御パラメータの値を決定する。これは、表示された性能指標算出結果をもとに、望ましい性能が得られる制御パラメータの組み合わせをユーザに指定させることにより決定する。

【0080】

最後に、ステップＳ１１３で、決定された制御パラメータをサーボドライバ２に設定する。

【0081】

以上が、シミュレーションを実行して制御パラメータを設定する処理の流れである。

【0082】

〔実機計測を用いる場合〕
次に、図７を参照して、実機計測を行って制御パラメータを設定する処理の流れについて説明する。

【0083】

実機計測の場合、シミュレーションモデルの作成は必要なく、まず、調整に用いる性能指標を決定する（Ｓ２０１）。性能指標とは応答を評価するためのものである。シミュレーションを用いる場合と同様に、性能指標の決定は、ユーザによる指定を受け付けることにより行ってもよいし、シミュレーション部５０において自動的に決定してもよい。なお、性能指標の例としては、整定時間、ピークゲイン等が挙げられる。

【0084】

次に、制御パラメータの設定方法を決定する（Ｓ２０２）。制御パラメータの設定方法の決定の詳細は、上述したシミュレーションを用いる場合と同様である。

【0085】

次に、ステップＳ２０２で（１）の設定方法により定めると決定された制御パラメータである、パラメータＡ（第１パラメータ）およびパラメータＢ（第２パラメータ）の値を変更させつつ実機計測を実行する（Ｓ２０３〜Ｓ２０９）。

【0086】

例えば、（１）の設定方法で定められる制御パラメータが位置比例ゲインＫ_ｐｐ、および速度比例ゲインＫ_ｖｐで、（２）の方法で定められる制御パラメータが速度積分ゲインＫ_ｖｉおよびトルクフィルタＬＰＦのカットオフ周波数ｆ_ｔｆの場合、以下のように制御パラメータの値を順次変更させて、サーボドライバ２に設定しながら、モータ３を駆動させて計測、および性能指標の算出を行う。
（ａ）（１）の設定方法で定められる制御パラメータである位置比例ゲインＫ_ｐｐを、Ｋ_ｐｐ＝Ｋ_ｐｐ［０］, Ｋ_ｐｐ［１］, …, Ｋ_ｐｐ［Ｍ−１］と変化させる。
（ｂ）（１）の設定方法で定められる制御パラメータである速度比例ゲインＫ_ｖｐを、Ｋ_ｖｐ＝Ｋ_ｖｐ［０］, Ｋ_ｖｐ［１］, …, Ｋ_ｖｐ［Ｎ−１］と変化させる。
（ｃ）（２）の設定方法で定められる制御パラメータである速度積分ゲインＫ_ｖｉおよびトルクフィルタＬＰＦのカットオフ周波数ｆ_ｔｆは、Ｋ_ｖｐから求める。
ここで、シミュレーションされた性能指標を記録する２次元配列をｒｅｓｕｌｔ［Ｍ］［Ｎ］とする。
ＦＯＲ ｍ＝０からＭ−１まで ＤＯ
Ｋ_ｐｐ ＝ ｋ_ｐｐ［ｍ］
ＦＯＲ ｎ＝０からＮ−１まで ＤＯ
Ｋ_ｖｐ ＝Ｋ_ｖｐ［ｎ］
Ｋ_ｖｉ ＝ ｆ_２（Ｋ_ｖｐ）
ｆ_ｔｆ ＝ ｆ_３（Ｋ_ｖｐ）
制御パラメータＫ_ｐｐ, Ｋ_ｖｐ, Ｋ_ｖｉ, ｆ_ｔｆをサーボドライバ２に設定
モータ３を動作させて、応答を計測
計測データから求められた性能指標をｒｅｓｕｌｔ［ｍ］［ｎ］に記録
ＥＮＤＦＯＲ
ＥＮＤＦＯＲ
次に、ステップＳ２１０で、性能指標算出結果（配列ｒｅｓｕｌｔ）を表示する。なお、表示の詳細については後述する。

【0087】

次に、ステップＳ２１１で、制御パラメータの値を決定する。これは、表示された性能指標算出結果をもとに、望ましい性能が得られる制御パラメータの組み合わせをユーザに指定させることにより決定する。

【0088】

最後に、ステップＳ２１２で、決定された制御パラメータをサーボドライバ２に設定する。

【0089】

以上が、シミュレーションを実行して制御パラメータを設定する処理の流れである。

【0090】

〔表示の方法〕
次に、図８〜図１２を参照して、シミュレーションの結果、または実機計測の結果の表示方法について説明する。シミュレーションの結果、または実機の計測の結果の表示は、制御パラメータの変化と、そのときの性能指標との関係を表示することで行う。
なお、以下では、シミュレーションの結果の表示、および実機計測の結果の表示を区別する必要がないときは、単に「結果表示」と呼ぶ。

【0091】

〔変化させる制御パラメータが１つの場合〕
まず、図８を参照して、変化させる制御パラメータが１つの場合の結果表示の方法を説明する。図８は、変化させる制御パラメータが１つの場合の結果表示の例を示す図であり、（ａ）は横軸に制御パラメータ、縦軸に性能指標を示す２次元グラフで表示する例を示す図であり、（ｂ）は横軸に制御パラメータ、縦軸の左右それぞれに異なる性能指標を示す２次元グラフで表示する例を示す図である。

【0092】

図８（ａ）に示すような２次元グラフで結果表示を行う場合、すなわち、横軸に制御パラメータＡ、縦軸に性能指標をとる２次元グラフで結果表示を行う場合、両者の関係を曲線または折線で表現する。図８（ａ）中の黒丸は、現在設定中の制御パラメータの値を示している。そして、２次元グラフ中の座標を指定されることにより、制御パラメータＡの値を設定することができる。座標の指定は、表示面を直接タッチ等されることにより行われてもよいし、マウス等によりポインタを移動させて、クリックされることにより行われてもよい。

【0093】

すなわち、表示制御部７０によって表示部１２に表示されている２次元グラフに対し、入力部１１を介して受け付けた座標位置からパラメータ調整部３０は、第１制御パラメータ（制御パラメータＡ）を設定し、設定した第１制御パラメータから第２制御パラメータを設定し、シミュレーション部５０は、新たに設定された第１制御パラメータおよび第２制御パラメータを用いてシミュレーションを実行する。

【0094】

また、図８（ｂ）に示すような２次元グラフで結果表示を行う場合、すなわち、横軸に制御パラメータＡ、縦軸は左右それぞれに分け、左の軸に性能指標α、右の軸に性能指標βをとる２次元グラフで結果表示を行う場合も同様に、制御パラメータＡと性能指標α、βとの関係を曲線または折線で表現する。性能指標がαとβとの２つあるので、曲線（折線）は２つ表示される。このように、縦軸を２軸とすれば、性能指標を２種類、表示することができる。

【0095】

また、図８（ａ）、（ｂ）において、性能指標に合格ラインを設け、これを表示してもよい。

【0096】

次に、図９を参照して、制御パラメータＡ、性能指標α、βの組み合わせ例を説明する。図９は、制御パラメータＡ、性能指標α、βの組み合わせ例を説明するための図である。

【0097】

図９に示すように、制御パラメータＡとして「速度比例ゲイン」、性能指標αとして「整定時間」、性能指標βとして「オーバーシュート」とすることができる。この場合、位置決め応答性（整定時間）およびオーバーシュートというトレードオフの関係にある両者を調整することができる。

【0098】

また、制御パラメータＡとして「速度比例ゲイン」、性能指標αとして「帯域幅」、性能指標βとして「位相余裕」とすることができる。この場合、応答性（帯域幅）および安定性（位相余裕）というトレードオフの関係にある両者を調整することができる。

【0099】

なお、図８（ａ）に示すように、表示できる性能指標が１つの場合は、前述した性能指標α、βの何れを表示する性能指標としてもよい。

【0100】

〔変化させる制御パラメータが２つの場合〕
次に、図１０を参照して、変化させる制御パラメータが２つの場合の結果表示の方法を説明する。図１０は、変化させる制御パラメータが２つの場合の結果表示の例を示す図であり、（ａ）は横軸に制御パラメータＡ、縦軸に制御パラメータＢ、グラフ平面上の色で性能指標を表現したマップ表示の例を示す図であり、（ｂ）はＸ軸に制御パラメータＡ、Ｙ軸に制御パラメータＢ、Ｚ軸に性能指標とった３次元グラフで表示する例を示す図である。

【0101】

図１０（ａ）に示すようなマップ表示で結果表示を行う場合、すなわち、横軸に制御パラメータＡ、縦軸に制御パラメータＢをとり、グラフ平面上において色を変化させて性能指標を表示する場合、制御パラメータＡ、Ｂに対する性能指標は対応する座標における色で表現されることになる。また、図１０（ａ）中の黒丸は、現在設定中の制御パラメータを示している。そして、マップ表示中の座標を指定されることにより、制御パラメータＡ、Ｂの値を設定することができる。

【0102】

また、図１０（ｂ）に示すような３次元グラフで結果表示を行う場合、すなわち、Ｘ軸に制御パラメータＡ、Ｙ軸に制御パラメータＢ、Ｚ軸に性能指標とった３次元グラフで結果表示を行う場合、３者の関係を曲面で表現する。図１０（ｂ）に示す３次元グラフの場合も、（ａ）の場合と同様、図中の黒丸は現在の制御パラメータＡ、Ｂの値を示し、グラフ中の座標を指定されることにより、制御パラメータＡ、Ｂの値を設定することができる。

【0103】

次に、図１１を参照して、制御パラメータＡ、Ｂ、および性能指標の組み合わせ例を説明する。図１１は、制御パラメータＡ、Ｂ，および性能指標の組み合わせ例を説明するための図である。

【0104】

図１１に示すように、制御パラメータＡとして「速度比例ゲイン」、制御パラメータＢとして「速度積分ゲイン」、性能指標として「速度ループピークゲイン」とすることができる。この場合、速度ループが発振しないゲインの範囲（設定可能なゲインの限界）をユーザに認識させることができる。

【0105】

また、制御パラメータＡとして「速度比例ゲイン」、制御パラメータＢとして「位置比例ゲイン」、性能指標として「整定時間」とすることができる。この場合、整定時間を最小化するゲインの組み合わせをユーザに認識させることができる。

【0106】

また、制御パラメータＡとして「速度比例ゲイン」、制御パラメータＢとして「位置比例ゲイン」、性能指標として「オーバーシュート」とすることができる。この場合、オーバーシュートの小さいゲインの組み合わせをユーザに認識させることができる。

【0107】

また、制御パラメータＡとして「速度比例ゲイン」、制御パラメータＢとして「位置比例ゲイン」、性能指標として「位相余裕」とすることができる。この場合、位置ループの安定性を損ねないゲインの範囲（設定可能なゲインの限界）をユーザに認識させることができる。

【0108】

また、制御パラメータＡとして「速度比例ゲイン」、制御パラメータＢとして「モデル追従制御部のゲイン」、性能指標として「整定時間」とすることができる。この場合、整定時間を最小化するゲインの組み合わせをユーザに認識させることができる。

【0109】

また、制御パラメータＡとして「速度比例ゲイン」、制御パラメータＢとして「モデル追従制御部のゲイン」、性能指標として「オーバーシュート」とすることができる。この場合、オーバーシュートの小さいゲインの組み合わせをユーザに認識させることができる。

【0110】

〔変化させる制御パラメータが３つの場合〕
次に、図１２を参照して、変化させる制御パラメータが３つの場合の結果表示の方法を説明する。図１２（ａ）、（ｂ）は、変化させる制御パラメータが３つの場合の結果表示の例を示す図である。

【0111】

変化させる制御パラメータが３つの場合、図１０（ａ）に示したマップ表示を２つ用いて結果表示を行う。１つ目のマップ表示（図１２（ａ）、マップＡ）において、横軸が制御パラメータＡ、縦軸が制御パラメータＢ、色で表現するのが性能指標αとし、２つ目のマップ表示（図１２（ｂ）、マップＢ）において横軸が制御パラメータＡ、縦軸が制御パラメータＣ、色で表現するのが性能指標βとする。

【0112】

性能指標αを確認したい場合は、マップＡを用い、制御パラメータＣは、現在の値を用いる。なお、制御パラメータＣが変更された場合、マップＡにおける性能指標αの色表示は再描画される。

【0113】

また、性能指標βを確認したい場合は、マップＢを用い、制御パラメータＢは、現在の値を用いる。なお、制御パラメータＢが変更された場合、マップＢにおける性能指標βの色表示は再描画される。

【0114】

マップＡおよびマップＢの横軸が一致するようにマップＡとマップＢと縦に配置すれば、２つのマップの対応関係の認識が容易となる。

【0115】

図１２（ａ）、（ｂ）における黒丸は、現在の制御パラメータＡ、Ｂ、Ｃの値を示す。制御パラメータＡの値は共通である。

【0116】

また、前述した表示例と同様に、表示上の座標を指定されることにより、制御パラメータＡ、Ｂ、Ｃを設定することができる。

【0117】

なお、制御パラメータＡ、Ｂ、および性能指標α、βの組み合わせ例は、前述した例と同様である。

【0118】

なお、前述した実施形態では、変化させる制御パラメータが３つ、性能指標が２つの場合の例を説明したが、変化させる制御パラメータの数、および求める性能指標の数はこれに限られない。変化させる制御パラメータの数が４以上で、求める性能指標の数が３以上であってもよい。この場合、性能指標の数が増える毎にマップ表示を増やすとともに、変化させる制御パラメータの組合せ数が増える毎にマップ表示を増やせばよい。

【0119】

〔性能指標の例〕
次に、図１３、１４を参照して、性能指標の例を説明する。図１３は、周波数応答における性能指標の例を示す図であり、（ａ）は閉ループ特性を示す図であり、（ｂ）は開ループ特性を示す図である。

【0120】

図１３（ａ）は、閉ループ特性（位置閉ループ、および速度閉ループ）を示している。図１３（ａ）に示すように、閉ループ特性では、ピークゲインおよび帯域幅が性能指標となり得る。

【0121】

図１３（ｂ）は、開ループ特性（位置開ループ、速度開ループ）を示している。図１３（ｂ）に示すように、開ループ特性では、ゲイン余裕および位相余裕が性能指標となり得る。

【0122】

図１４は、時間応答における性能指標の例を示す図である。図１４に示すように、時間応答では、「遅れ時間」、「立ち上り時間」、「整定時間」、「オーバーシュート（行き過ぎ量）」が性能指標となり得る。

【0123】

〔画面例〕
次に、図１５〜１８を参照して、設定装置１における画面例を説明する。図１５は、表示部１２における表示画面例を示す図である。

【0124】

図１５に示す画面例１５０１では、右上部分にマトリクス状でシミュレーション結果１５１１が表示されている。ここでは、横軸に「速度比例ゲイン」、縦軸に「速度積分ゲイン」がとられ、性能指標（ピークゲイン）がグラフ上に色で表現されている。前述したマップ表示に対応する。マトリクスにおける右上になるほどピークゲインが高い（不安定、発振）ことが分かる。また、マトリクス上の中央付近の白丸は、現在の制御パラメータの値を示している。

【0125】

また、前述したように、このマトリクス上で、座標を指定されることにより、指定された座標に対応する制御パラメータＡ、Ｂが設定される。ここでは、例えば、色の薄いところで、かつ右上側（ピークゲインが高い）の座標を指定することにより、高応答でかつ発振しない制御パラメータを設定することができる。

【0126】

また、領域１５１２には、現在の制御パラメータの値が示されている。さらに、領域１５１３および領域１５１４には、周波数応答の特性（ボード線図）が示されている。

【0127】

図１６は、シミュレーション結果１５１１の表示の一例を示す図であり、（ａ）はノッチフィルタを設定していない状態を示す図であり、（ｂ）はノッチフィルタを設定していない状態を示す図である。

【0128】

図１６（ａ）においては、領域１６１１の部分においてピークゲインが高く、領域１６１３の部分においてピークゲインが低く、領域１６１２の部分は、その間であることを示している。

【0129】

そして、図１６（ａ）に示すように、ノッチフィルタを設定していない場合、ピークゲインの高い領域が大きく、速度比例ゲイン（横軸）を一定以上に上げることが困難であることが分かる。これは、負荷機械の機械共振が起こるためである。

【0130】

図１６（ｂ）においては、領域１６２１の部分においてピークゲインが高く、領域１６２３の部分においてピークゲインが低く、領域１６２２の部分は、その間であることを示している。

【0131】

図１６（ｂ）に示すように、ノッチフィルタを設定する場合、図１６（ａ）と比較して、ピークゲインの高い領域が小さくなっていることが分かる。これは、ノッチフィルタによって機械共振の影響が抑制されているためである。これにより、設定可能な速度比例ゲインの範囲が拡大している。

【0132】

図１７は、手動でゲイン、フィルタパラメータの設定を行うための画面例を示す図である。図１７に示す画面例１７０１では、ゲインを設定するゲイン設定領域１７１１、トルクフィルタの制御パラメータを設定するトルクフィルタ領域１７１２、およびノッチフィルタの制御パラメータを設定するノッチフィルタ領域１７１３が示されている。これらの設定領域において、ゲインやフィルタパラメータを設定することができる。なお、トルクフィルタ領域１７１２、およびノッチフィルタ領域１７１３にある「ｅｎａｂｌｅ」は、当該領域にチェックが入っているか否かで、当該フィルタを適用するか否かを設定できるものである。

【0133】

図１８は、トルクフィルタＬＰＦのカットオフ周波数を前述した制御パラメータの設定方法で、他の制御パラメータの値を元に値を定めた場合と、固定の値とした場合とにおけるシミュレーション結果１５１１を示す図であり、（ａ）は固定値にした場合を示す図であり、（ｂ）は速度比例ゲインの値を元に値を定めた場合を示す図である。

【0134】

図１８（ａ）では、領域１８１１の部分においてピークゲインが高く、領域１８１３の部分においてピークゲインが低く、領域１８１２の部分は、その間であることを示している。

【0135】

また、図１８（ｂ）では、領域１８２１の部分においてピークゲインが高く、領域１８２３の部分においてピークゲインが低く、領域１８２２の部分は、その間であることを示している。

【0136】

図１８（ａ）、（ｂ）に示すように、トルクフィルタＬＰＦのカットオフ周波数を速度比例ゲインの値を元に値を定めてシミュレーションを行った方が、トルクフィルタＬＰＦのカットオフ周波数を固定値としてシミュレーションを行った場合と比較して、速度比例ゲインの取り得る範囲が拡がっていることが分かる。

【0137】

〔ソフトウェアによる実現例〕
設定装置１の制御ブロック（特に、操作制御部１０、パラメータ設定部２０、パラメータ調整部（第１パラメータ調整部３１、第２パラメータ調整部３２）３０、試験動作指示部４０、シミュレーション部５０、性能指標算出部６０、および表示制御部７０）は、集積回路（ＩＣチップ）等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現してもよいし、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いてソフトウェアによって実現してもよい。

【0138】

後者の場合、設定装置１は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するＣＰＵ、上記プログラムおよび各種データがコンピュータ（またはＣＰＵ）で読み取り可能に記録されたＲＯＭ（Read Only Memory）または記憶装置（これらを「記録媒体」と称する）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（Random Access Memory）などを備えている。そして、コンピュータ（またはＣＰＵ）が上記プログラムを上記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。上記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、上記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体（通信ネットワークや放送波等）を介して上記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明は、上記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。

【0139】

本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

【符号の説明】

【0140】

１ 設定装置（設定支援装置）
２ サーボドライバ（モータ制御装置）
３ モータ
４ 負荷装置
５ ユーザ
１０ 操作制御部
１１ 入力部
１２ 表示部
２０ パラメータ設定部
２１、５３ 位置制御器
２２、５４ 速度制御器
２３ トルクフィルタ
３０ パラメータ調整部
３１ 第１パラメータ調整部
３２ 第２パラメータ調整部
４０ 試験動作指示部
５０ シミュレーション部
５１ モデルフィードフォワード部
５２ 速度指令生成
５５ 制御対象モデル
６０ 性能指標算出部
７０ 表示制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】