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(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】
(24)【登録日】2022-12-13
(45)【発行日】2022-12-21
(54)【発明の名称】モータ制御システム
(51)【国際特許分類】
H02P 29/024 20160101AFI20221214BHJP
G05B 23/02 20060101ALI20221214BHJP
【ＦＩ】
H02P29/024
G05B23/02 301Q
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2019228762
(22)【出願日】2019-12-19
(65)【公開番号】P2021097545
(43)【公開日】2021-06-24
【審査請求日】2021-08-04
(73)【特許権者】
【識別番号】502129933
【氏名又は名称】株式会社日立産機システム
(74)【代理人】
【識別番号】110002066
【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】武田 賢治
(72)【発明者】
【氏名】上井 雄介
(72)【発明者】
【氏名】高田 英人
【審査官】島倉 理
(56)【参考文献】
【文献】再公表特許第２０１５／０６８２１４（ＪＰ，Ａ１）
【文献】特開２０１７－１６７６０７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１９－０７６９９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－０５５９７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０６８９５０（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ ２９／０２４
Ｇ０５Ｂ ２３／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
モータと、前記モータを制御するモータ制御装置とを有するモータ制御システムであって、前記モータまたは前記モータ制御装置から得られるＮ個（Ｎは２以上の整数）の監視パラメータを監視し、前記Ｎ個の監視パラメータの監視データからなる監視データセットを監視周期毎に取得する監視部と、
メモリと、
前記監視部で取得された前記監視データセットの中からトリガ条件を満たす前記監視データセットを選択し、当該選択した監視データセットをトレースデータとして前記メモリに格納するデータ選択部と、
表示部と、
ユーザの命令に応じて前記Ｎ個の監視パラメータの中からＭ個（Ｍは２以上かつＮ以下の整数）の監視パラメータを定め、前記Ｍ個の監視パラメータに対応するＭ個の軸を有するグラフ上に前記トレースデータを表示したものである特性図を作成し、前記特性図を前記表示部に表示させる表示制御部と、
前記特性図を前記表示部に表示させた状態で、前記特性図における前記Ｍ個の軸の範囲を次回の前記トリガ条件として前記ユーザに選択させるトリガ条件設定部と、
前記ユーザに、前記モータによって駆動されるモータ負荷の負荷情報を入力させる負荷情報入力部と、
前記負荷情報に基づいて、前記モータの回転位相と前記モータ負荷の稼働範囲との関係を示した稼働マップを生成する稼働マップ生成部と、
前記稼働マップに基づいて、前記モータ負荷の稼働範囲が前記モータの回転位相における第１の位相範囲と、前記第１の位相範囲とは異なる第２の位相範囲とに存在している場合で、前記トリガ条件が前記第１の位相範囲であった場合に、前記トリガ条件に前記第２の位相範囲を追加するトリガ条件変更部と、
を有する、
モータ制御システム。
【請求項2】
請求項１記載のモータ制御システムにおいて、さらに、前記ユーザによって操作され、前記モータ制御装置との間で通信経路を備える情報処理装置を有し、
前記モータ制御装置は、前記監視部、前記メモリおよび前記データ選択部を備え、
前記情報処理装置は、前記表示部、前記表示制御部および前記トリガ条件設定部を備える、
モータ制御システム。
【請求項3】
請求項２記載のモータ制御システムにおいて、前記トリガ条件設定部は、前記ユーザに、マウスを用いて前記特性図内の領域を選択させることで前記トリガ条件を定める、
モータ制御システム。
【請求項4】
請求項１記載のモータ制御システムにおいて、さらに、前記監視データのティピカルデータとなるモデルデータを生成するモデルデータ生成部を有し、
前記表示制御部は、前記トレースデータに加えて前記モデルデータを表示した前記特性図を前記表示部に表示させる、
モータ制御システム。
【請求項5】
請求項１記載のモータ制御システムにおいて、さらに、
前記負荷情報入力部からの前記負荷情報に基づいて、前記監視部における前記監視周期、または、前記監視周期で継続的に監視を行う際の監視期間を定める監視条件決定部を有する、
モータ制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、モータ制御システムに関し、例えば、モータの動作状態や制御状態等を監視する技術に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、トリガ条件としてモータの速度やトルク等の指令値あるいは実測値を用い、例えば、所定の閾値を超えた場合にトリガ条件を満たしたと判定し、そのトリガ時刻の前後の動作データに対するトレース（例えば動作波形の再現）を実行するモータ制御システムが示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開２０１７－１６９２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１の方式は、トリガ条件が既知かつ適正である場合には有効であるが、トリガ条件が未知または不適正である場合には、様々な問題が生じ得る。具体例として、例えば、トリガ条件として低過ぎるモータ速度が設定された場合、本来必要なトレース対象期間の他に、本来不必要な期間もトレース対象期間とみなされる恐れがある。その結果、多くの動作データ（トレースデータ）を保存するため多くのメモリ容量が必要となる、または、本来必要なトレース対象期間を抽出するのに多くの労力が必要となる、あるいは、メモリ容量の制約によって本来必要なトレースデータを取得できない等の事態が生じ得る。
【0005】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、ユーザに適正なトリガ条件を設定させることが可能なモータ制御システムを提供することにある。
【0006】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本願において開示される実施の形態のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【0008】
本発明の代表的な実施の形態によるモータ制御システムは、モータと、モータを制御するモータ制御装置とを有するものであり、監視部と、メモリと、データ選択部と、表示部と、表示制御部と、トリガ条件設定部とを有する。監視部は、モータまたはモータ制御装置から得られるＮ個（Ｎは２以上の整数）の監視パラメータを監視し、Ｎ個の監視パラメータの監視データからなる監視データセットを監視周期毎に取得する。データ選択部は、監視部で取得された監視データセットの中からトリガ条件を満たす監視データセットを選択し、当該選択した監視データセットをトレースデータとしてメモリに格納する。表示制御部は、ユーザの命令に応じてＮ個の監視パラメータの中からＭ個（Ｍは２以上かつＮ以下の整数）の監視パラメータを定め、Ｍ個の監視パラメータに対応するＭ個の軸を有するグラフ上にトレースデータを表示したものである特性図を作成し、特性図を表示部に表示させる。トリガ条件設定部は、特性図を表示部に表示させた状態で、特性図におけるＭ個の軸の範囲をトリガ条件としてユーザに選択させる。
【発明の効果】
【0009】
本願において開示される発明のうち、代表的な実施の形態によって得られる効果を簡単に説明すると、ユーザに適正なトリガ条件を設定させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【0010】
【図1A】本発明の実施の形態１によるモータ制御システムの構成例を示す概略図である。
【図12】本発明の実施の形態２によるモータ制御システムにおいて、トレース機能を担う各部の主要部の構成例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
【0012】
（実施の形態１）
《モータ制御システムの概略》
図１Ａは、本発明の実施の形態１によるモータ制御システムの構成例を示す概略図である。図１Ｂは、図１Ａにおけるサーボアンプ内のモータ制御部の構成例を示すブロック図である。図１Ａに示すモータ制御システムは、モータ２と、モータ２を制御するサーボアンプ（モータ制御装置）１と、モータ負荷３と、上位コントローラ５と、情報処理装置６とを有する。モータ２は、サーボアンプ１からの電力を得て回転する。モータ負荷３は、モータ２によって駆動され、モータ２の回転運動により動力を得る。
《モータ制御システムの概略》
図１Ａは、本発明の実施の形態１によるモータ制御システムの構成例を示す概略図である。図１Ｂは、図１Ａにおけるサーボアンプ内のモータ制御部の構成例を示すブロック図である。図１Ａに示すモータ制御システムは、モータ２と、モータ２を制御するサーボアンプ（モータ制御装置）１と、モータ負荷３と、上位コントローラ５と、情報処理装置６とを有する。モータ２は、サーボアンプ１からの電力を得て回転する。モータ負荷３は、モータ２によって駆動され、モータ２の回転運動により動力を得る。
【0013】
上位コントローラ５は、サーボアンプ１を介してシステム全体を制御する。その一つとして、上位コントローラ５は、サーボアンプ１の動作に関する指令値をサーボアンプ１へ送信し、また、サーボアンプ１の稼働情報をモニタする。情報処理装置６は、ユーザによって操作されるＰＣ（Personal Computer）等であり、サーボアンプ１や上位コントローラ５との間とでそれぞれ通信経路を備える。情報処理装置６は、例えば、各種ユーザインタフェース（ディスプレイ、キーボード、マウス等）を介して、サーボアンプ１の内部パラメータの更新や、サーボアンプ１の情報収集等を行う。
【0014】
サーボアンプ１は、例えば、商用交流電力等を発生する電源８とモータ２との間で電力変換を行う交流／直流変換器１１およびインバータ１２と、マイクロコントローラ（ＭＣＵ）３２と、各種記憶部とを備える。各種記憶部には、メモリ（ＲＡＭ）３０と、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１と、バッファメモリ３３とが含まれる。なお、各種記憶部（３０，３１，３３）の一部または全ては、マイクロコントローラ３２内に搭載されてもよい。
【0015】
交流／直流変換器１１は、電源８から交流ケーブルを介して入力された交流電力を直流電力に変換し、インバータ１２へ供給する。インバータ１２は、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のスイッチング素子からなる３相フルブリッジ変換回路を有する。インバータ１２は、入力された直流電力をスイッチング素子のスイッチングによって交流電力へ変換し、モータ２へ交流電力を供給する。
【0016】
マイクロコントローラ３２は、トレース制御部３５と、モータ制御部３６と、監視部３７とを備える。トレース制御部３５およびモータ制御部３６は、主に、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を用いたプログラム処理等によって実装される。ただし、実装形態は、このようなソフトウェアに限らず、例えば、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェアであってもよく、または、ソフトウェアとハードウェアの組み合わせであってもよい。また、トレース制御部３５およびモータ制御部３６は、それぞれ異なるマイクロコントローラに実装されてもよい。監視部３７は、例えば、アナログディジタル変換器とＣＰＵを用いたプログラム処理との組み合わせ等によって実装される。
【0017】
ここで、インバータ１２からモータ２への交流電力の供給経路上には、３相（ｕ相、ｖ相、ｗ相）の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する電流検出器１３が設けられる。モータ制御部３６には、当該電流検出器１３からの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの検出値と、モータ２に付属するエンコーダ４Ａからの位置情報Ｐｍまたはモータ負荷３に設置されたエンコーダ４Ｂからの位置情報Ｐａと、上位コントローラ５からの各種指令値とが入力される。モータ制御部３６は、これらの入力を受けて、図１Ｂに示されるような構成によって、インバータ３６を介してモータ２の回転を制御する。
【0018】
図１Ｂにおいて、エンコーダ通信部４０は、エンコーダ４Ａ，４Ｂとの間で問い合わせおよび応答を通信しながら、モータ位置検出値ＰＦＢを得る。また、上位コントローラ通信部４６は、上位コントローラ５からのモータ位置指令値Ｐ＊を受信する。モータ制御部３６は、モータ位置指令値Ｐ＊とモータ位置検出値ＰＦＢとの誤差値を演算し、当該誤差値を位置制御器（ＡＰＲ）４１へ出力する。位置制御器４１は、例えば、比例・積分制御（ＰＩ制御）等を用いて、入力された誤差値を０に近づけるような操作量をモータ速度指令値ω＊として算出する。
【0019】
また、モータ制御部３６は、モータ位置検出値ＰＦＢを単位時間当たりの偏差すなわち微分値を求める形でモータ速度検出値ωＦＢに変換する。モータ制御部３６は、位置制御器４１からのモータ速度指令値ω＊と当該モータ速度検出値ωＦＢとの誤差値を演算し、当該誤差値を速度制御器（ＡＳＲ）４２へ出力する。あるいは、上位コントローラ通信部４６は、上位コントローラ５からのモータ速度指令値ω＊＊を受信する。モータ制御部３６は、当該モータ速度指令値ω＊＊とモータ速度検出値ωＦＢとの誤差値を演算し、当該誤差値を速度制御器４２へ出力する。速度制御器４２は、いずれかの方法で入力された誤差値を０に近づけるような操作量を、例えば、比例・積分制御（ＰＩ制御）等を用いて算出し、当該操作量を電流指令値Ｉ＊として出力する。
【0020】
電流制御器（ＡＣＲ）４３は、電流検出器１３からの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの検出値に基づいてモータ２の電気角および３相電流の実効電流値ＩＦＢを推定する。そして、電流制御器４３は、当該実効電流値ＩＦＢと速度制御器４２からの電流指令値Ｉ＊との誤差値を０に近づけるような操作量Ｆｍを算出する。また、電流制御器４３は、操作量Ｆｍを、推定したモータ２の電気角を用いて３相の正弦波信号に変換したのちパルス幅変調器４５に出力する。
【0021】
パルス幅変調器４５は、電流制御器４３からの３相の正弦波信号と、キャリア生成器４４から出力される搬送波Ｆｃとを比較することで、３相のＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号ＰＷＭｕ，ＰＷＭｖ，ＰＷＭｗを出力する。図１Ａのインバータ１２は、この３相のＰＷＭ信号ＰＷＭｕ，ＰＷＭｖ，ＰＷＭｗに基づいて３相のスイッチング素子をスイッチングすることで直流電力を交流電力に変換した上でモータ２へ供給する。なお、サーボアンプ１では、主に当該スイッチング素子のスイッチングに起因して、電力損失による発熱が生じる。このため、サーボアンプ１は、図１Ａに示されるように、冷却を促すためのファン１７を有してもよい。
【0022】
また、図１Ａの例では、モータ２に回転軸角度を検出するエンコーダ４Ａが設置されることに加えて、モータ負荷３にもエンコーダ４Ｂが設置される。例えば、モータ負荷３が、ギアやプーリなどの部品を用いた動力変換機構であった場合、部品間の遊びや動力伝達用シャフトの物性変化などに起因して、モータ２の位置とモータ負荷３の位置との対応関係に誤差が生じる恐れがある。このため、モータ負荷３にもエンコーダ４Ｂを設置し、その位置情報Ｐａをサーボアンプ１へフィードバックすることが望ましい。これにより、モータ負荷３の位置を高精度に制御することが可能になる。
【0023】
ここで、モータ位置検出値ＰＦＢ、モータ速度検出値ωＦＢ、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの検出値（または実効電流値ＩＦＢ）、または、これらに対応する各指令値（Ｐ＊，ω＊，Ｉ＊）を代表に、サーボアンプ（モータ制御装置）１またはモータ２からは、様々なパラメータが得られる。パラメータの他の例として、交流／直流変換器１１の入力電圧検出値Ｖａｃ、出力電圧検出値Ｖｄｃおよび出力電流検出値Ｉｄｃや、インバータ１２の温度検出値Ｔｍや、ファン１７のファン回転数ＲＦＡＮ等も挙げられる。入力電圧検出値Ｖａｃは、電圧センサ１８によって取得され、出力電圧検出値Ｖｄｃおよび出力電流検出値Ｉｄｃは、電圧センサ１４および電流センサ１５によってそれぞれ取得され、温度検出値Ｔｍは、インバータ１２に設置された温度センサ１６によって取得される。
【0024】
マイクロコントローラ３２内の監視部３７は、これらのパラメータの中の予め定められたＮ個（すなわち一部または全て）を監視し、当該Ｎ個の監視パラメータの監視データからなる監視データセットＤＳを監視周期毎に取得する。そして、監視部３７は、取得した監視データセットＤＳを、取得した監視周期の情報（すなわち取得時刻）と共にバッファメモリ３３に格納する。監視周期は、例えば、モータ制御部３６の制御周期や、監視部３７を構成するアナログディジタル変換器のサンプリング周期等に基づいて定められる。バッファメモリ３３は、少なくとも、１回の監視周期で取得された監視データセットＤＳを保持できるだけのメモリ容量があればよい。
【0025】
トレース制御部３５は、詳細は後述するが、この監視部３７で取得された監視データセットＤＳの中からトリガ条件を満たす監視データセットＤＳを選択してメモリ（ＲＡＭ）３０に格納する。言い換えれば、トレース制御部３５は、バッファメモリ３３に保持された監視データセットＤＳがトリガ条件を満たす場合には、当該監視データセットＤＳをメモリ（ＲＡＭ）３０に格納する。一方、トリガ条件を満たさない監視データセットＤＳは、バッファメモリ３３のオーバーフローによって消去される。明細書では、このメモリ（ＲＡＭ）３０に格納されたＮ個の監視データからなる監視データセットＤＳをトレースデータとも呼ぶ。
【0026】
不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１には、適宜、メモリ（ＲＡＭ）３０内のトレースデータや、または、マイクロコントローラ３２における演算過程の各種データ等が退避される。これにより、サーボアンプ１の電源８が遮断された後であっても、メモリ３０内のトレースデータや、マイクロコントローラ３２の各種データを参照することができる。
【0027】
例えば、情報処理装置６は、サーボアンプ１との間の通信経路を介してサーボアンプ１内の不揮発性メモリ３１の記録情報を直接的に読み出すことができる。または、情報処理装置６は、上位コントローラ５との間の通信経路を介してサーボアンプ１内の不揮発性メモリ３１の記録情報を間接的に読み出すことができる。これらの通信経路は、有線通信および無線通信を問わず任意の通信規格に基づくものであってよく、代表的には、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）やＲＳ－４８５等の産業用通信規格に準拠したものであってよい。
【0028】
また、上位コントローラ５および情報情報装置６は、それぞれ、有線ルータや、またはＷｉ－Ｆｉ（登録商標）やＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）等の機能を備えた無線ルータ７２を介して広域通信ネットワーク網７０へ接続可能である。この場合、上位コントローラ５および情報情報装置６は、広域通信ネットワーク網７０を介して、遠隔拠点に設置されたデータサーバ（クラウド）７１、携帯型のタブレット端末７３等と相互に通信することできる。
【0029】
《トレース機能の詳細》
図２は、図１Ａのモータ制御システムにおいて、トレース機能を担う各部の主要部の構成例を示すブロック図である。図２には、図１Ａのモータ制御システムにおけるサーボアンプ（モータ制御装置）１、上位コントローラ５、情報処理装置６およびデータサーバ（クラウド）７１が示される。これらの各部は、互いにデータを授受しながらトレース機能（例えば動作波形の再現等）を実現する。この際に、各部は、必要時に必要な箇所との間でデータを授受することでトレース機能を実現することができるため、全てが常時接続される必要はない。
図２は、図１Ａのモータ制御システムにおいて、トレース機能を担う各部の主要部の構成例を示すブロック図である。図２には、図１Ａのモータ制御システムにおけるサーボアンプ（モータ制御装置）１、上位コントローラ５、情報処理装置６およびデータサーバ（クラウド）７１が示される。これらの各部は、互いにデータを授受しながらトレース機能（例えば動作波形の再現等）を実現する。この際に、各部は、必要時に必要な箇所との間でデータを授受することでトレース機能を実現することができるため、全てが常時接続される必要はない。
【0030】
サーボアンプ１は、図１Ａに示した監視部３７、バッファメモリ３３およびメモリ（ＲＡＭ）３０に加えて、図１Ａのトレース制御部３５に含まれる監視条件設定部１０２、データ選択部１０３、モデルデータ生成部１０４、相関算出部１０５、および不揮発領域退避部１０６を備える。上位コントローラ５は、記憶部５３０およびモデルデータ生成部５０４を備える。
【0031】
情報処理装置６は、記憶部６３０、モデルデータ生成部６０４、表示制御部６０６、表示部６０９、トリガ条件設定部６０７、およびデータファイル保存部６０８を備える。データサーバ７１は、記憶部７３０、モデルデータ生成部７０４、およびソフトウェア更新部７０９を備える。以下、これらを用いて実現されるトレース機能の各種詳細について説明する。
【0032】
《トリガ条件設定機能およびトレース結果表示機能》
図２のサーボアンプ１において、監視条件設定部１０２は、例えば、監視部３７に対して監視条件ＭＣを設定する。監視条件ＭＣには、例えば、監視周期、監視期間、計測レンジ等が含まれる。この例では、監視条件ＭＣとして、予め定めた初期監視条件が用いられる。監視部３７は、監視条件設定部１０２からの監視条件ＭＣに基づいて、前述したようにモータ２またはサーボアンプ１から得られるＮ個の監視パラメータを監視し、当該Ｎ個の監視パラメータの監視データＤを監視データセットＤＳとして取得する。
図２のサーボアンプ１において、監視条件設定部１０２は、例えば、監視部３７に対して監視条件ＭＣを設定する。監視条件ＭＣには、例えば、監視周期、監視期間、計測レンジ等が含まれる。この例では、監視条件ＭＣとして、予め定めた初期監視条件が用いられる。監視部３７は、監視条件設定部１０２からの監視条件ＭＣに基づいて、前述したようにモータ２またはサーボアンプ１から得られるＮ個の監視パラメータを監視し、当該Ｎ個の監視パラメータの監視データＤを監視データセットＤＳとして取得する。
【0033】
この際に、監視データセットＤＳは、設定された監視期間の中で設定された監視周期毎に取得される。例えば、監視部３７がアナログディジタル変換器（ＡＤＣ）を含む場合、監視期間は、ＡＤＣのイネーブル期間に相当し、監視周期は、ＡＤＣのサンプリング周期に相当する。また、監視条件ＭＣ内の計測レンジは、ＡＤＣの入力レンジに相当する。監視部３７は、このようにして取得した監視データセットＤＳを、逐次、バッファメモリ３３に格納する。
【0034】
データ選択部１０３は、監視部３７で取得された監視データセットＤＳ（Ｎ個の監視データＤ）の中からトリガ条件ＴＣを満たす監視データセットＤＳを選択してメモリ（ＲＡＭ）３０に格納する。言い換えれば、データ選択部１０３は、バッファメモリ３３に格納された監視データセットＤＳがトリガ条件ＴＣを満たすか否かを判別し、トリガ条件ＴＣを満たす場合には当該監視データセットＤＳをメモリ３０に格納する。
【0035】
図３は、図２におけるデータ選択部の動作例を示す模式図である。図３には、監視部３７によって取得されるＮ個の監視データＤ１～Ｄｎが時刻ｔに応じて変化する様子の一例が示される。Ｎ個の監視データＤ１～Ｄｎは、監視データセットＤＳを構成する。ここで、図３の例では、監視データＤ１に対するトリガ条件ＴＣ１として、所定の範囲が定められ、監視データＤ２に対するトリガ条件ＴＣ２として所定の範囲が定められている。
【0036】
データ選択部１０３は、各時刻ｔ（各監視周期）で取得された監視データセットＤＳ（Ｎ個の監視データＤ１～Ｄｎ）に対して、トリガ条件が設定されたＭ個（ここでは２個）の監視パラメータの監視データＤ１，Ｄ２がそれぞれトリガ条件ＴＣ１，ＴＣ２の範囲内に存在するか否かを判別する。具体的には、データ選択部１０３は、監視データＤ１がトリガ条件ＴＣ１の範囲内に存在し、なおかつ、監視データＤ２がトリガ条件ＴＣ２の範囲内に存在するか否かを判別する。
【0037】
そして、データ選択部１０３は、図３に示されるように、トリガ条件ＴＣ１，ＴＣ２の範囲内に存在すると判別した監視データセットＤＳを選択してメモリ（ＲＡＭ）３０に格納する。一方、トリガ条件ＴＣ１，ＴＣ２の範囲内に存在しないと判別された監視データセットＤＳは、メモリ（ＲＡＭ）３０に格納されず、結果的に、図２のバッファメモリ３３からオーバーフローする形で消去される。そして、メモリ（ＲＡＭ）３０に格納された各監視データセットＤＳが、トレースデータＴＤとなる。
【0038】
ここで、トリガ条件ＴＣ１，ＴＣ２が適正であるほど、メモリ３０内に、本来必要なトレースデータＴＤのみを格納することが可能になる。すなわち、トリガ条件ＴＣ１，ＴＣ２が適正で無く、例えば、広すぎる場合には、メモリ３０内に本来不必要なトレースデータＴＤも多く格納されることになる。この場合、メモリ３０内から本来必要なトレースデータＴＤを抽出するのに多くの労力が必要となる事態や、メモリ容量に依存して、本来必要なトレースデータＴＤを取得できない事態（すなわち取りこぼし）等が生じ得る。また、トリガ条件ＴＣ１，ＴＣ２が狭すぎる場合には、本来必要なトレースデータＴＤを一部しか取得できない事態（すなわち取りこぼし）等が生じ得る。
【0039】
一方、ユーザは、例えば、モータ制御システムに何らかの不具合が生じた場合等で、何らかのトリガ条件を定めてトレース（動作波形の再現等）を行うことを試みる。この際には、前述したように、トリガ条件ＴＣは適正であるほど望ましい。しかし、トリガ条件ＴＣを適正化するため、ユーザは、従来、根拠となる情報が不足する状態で場当たり的に試行錯誤を繰り返す必要があった。そこで、以下に述べる実施の形態１のトリガ条件設定機能を用いることが有益となる。
【0040】
トリガ条件ＴＣは、図２に示されるように、情報処理装置６を用いて設定される。情報処理装置６は、サーボアンプ１のメモリ（ＲＡＭ）３０（または図１Ａの不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１）に格納されたトレースデータＴＤを、ハードディスクドライブやＲＡＭ等の記憶部６３０にコピーする。表示制御部６０６は、例えば、ＣＰＵを用いたプログラム処理によって、このトレースデータＴＤ内の所定の監視データＤを表示したものである特性図ＳＰを作成し、当該特性図ＳＰを表示部６０９に表示させる。表示部６０９は、例えば、液晶ディスプレイ等である。
【0041】
図４は、図２において、情報処理装置内の表示部の表示画面の一例を示す図である。図４に示す表示画面は、上端部にメニューバー部６１、中段左にツリー表示状のプロジェクト表示部６２、下端にメッセージ表示部６４、中段右に波形表示部６７を備える。メニューバー部６１には、例えば横一列に「ファイル」「編集」「表示」「コンフィグレーション」「パラメータ」「モニタ」「オートトリガ」といった機能の総称を示す文字表示が設けられる。ユーザが、例えば、マウス操作によって、ポインタを各文字へ近接させた上でクリック押下など任意の入力を行うと、対応する機能画面への遷移、または機能ウィンドウのポップアップ表示等が行われる。
【0042】
プロジェクト表示部６２は、メニューバー部６１で選択した各機能に対応するプロジェクトファイルに関連付けられたデータ類を、その代表名称と共にツリー状に表示する。メッセージ表示部６４は、画面ソフトウェアの演算進行状況、ユーザの次の操作を促すガイダンスなどを示すとよい。
【0043】
波形表示部６７には、前述した表示制御部６０６によって作成された特性図ＳＰが表示される。すなわち、表示制御部６０６は、まず、ユーザの命令に応じてＮ個の監視パラメータの中からＭ個（Ｍは２以上かつＮ以下の整数）の監視パラメータを定め、当該Ｍ個の監視パラメータに対応するＭ個の軸を有するグラフを作成する。この例では、モータ位置検出値ＰＦＢおよびモータの実効電流値ＩＦＢからなる２個の監視パラメータが定められ、モータ位置検出値ＰＦＢおよび実効電流値ＩＦＢは、それぞれ、Ｘ軸およびＹ軸に割り当てられる。
【0044】
そして、表示制御部６０６は、当該グラフ上に、記憶部６３０（ひいてはメモリ３０）に格納されたトレースデータＴＤ内の対応する監視データを表示することで、トレース結果となる特性図ＳＰを作成する。この例では、特性図ＳＰとして、トレースデータＴＤを構成する監視データセットＤＳ毎に、モータ位置検出値ＰＦＢと実効電流値ＩＦＢとの対応関係をプロットした図が作成される。特性図ＳＰには、Ｘ軸Ｙ軸に加え、適当なグリッド線や凡例が表示されてもよい。
【0045】
これにより、ユーザは、前回のトリガ条件ＴＣに基づいて取得されたトレースデータＴＤを対象に、モータ位置検出値ＰＦＢと実効電流値ＩＦＢとの対応関係を視認することができる。また、ユーザは、グラフの軸に定める監視パラメータをＮ個の中から任意に選択できるため、モータ位置検出値ＰＦＢと実効電流値ＩＦＢとの対応関係に限らず、様々な観点での対応関係を視認することができる。さらに、ユーザは、グラフの軸の数を、２軸に限らず３軸等に定めることも可能である。
【0046】
ここで、ユーザは、このような特性図ＳＰを参照しながら、次回のトリガ条件ＴＣを定めることができる。具体的には、図２のトリガ条件設定部６０７は、特性図ＳＰを表示部６０９に表示させた状態で、当該特性図ＳＰにおけるＭ個（ここでは２個）の軸の範囲をトリガ条件ＴＣとしてユーザに選択させる。トリガ条件設定部６０７は、例えば、ＣＰＵを用いたプログラム処理等によって実装される。
【0047】
図４の例では、ユーザは、例えば、マウスのドラッグ操作等を用いて特性図ＳＰ内の任意の領域６５（すなわち、次回、トレースしたい領域）を選択する。トリガ条件設定部６０７は、この領域６５に対応する軸の範囲を検出する。トリガ条件設定部６０７は、領域６５に対応する軸の範囲を検出すると、表示制御部６０６を介して表示部６０９を制御することで、波形表示部６７にポップアップ画面６６を表示させる。
【0048】
ポップアップ画面６６には、トリガ条件設定部６０７によって検出された軸の範囲が表示され、これに加えて、「プロット参照」「適用」「取消」のボタンが設けられる。トリガ条件設定部６０７は、ユーザによって「適用」ボタンが押下された場合に、当該軸の範囲を次回のトリガ条件ＴＣとして、図２のサーボアンプ１内のデータ選択部１０３に設定する。
【0049】
一方、「取消」ボタンが押下された場合、トリガ条件設定部６０７は、次回のトリガ条件ＴＣを更新することなくポップアップ画面６６を波形表示部６７から消去する。「プロット参照」ボタンが押下された場合、トリガ条件設定部６０７は、ポップアップ画面６６を表示したまま、領域６５の再設定（すなわちユーザによる再度のドラッグ操作）を受け付ける。また、ポップアップ画面６６は、トリガ条件の設定に関連する各種チェックボックスやラジオボタン等の入力機能を備えてもよい。
【0050】
図５は、図４におけるトリガ条件の設定方法の具体例を説明する図であり、図６は、図５に対応するトリガ条件設定部の処理内容の一例を示すフロー図である。図５において、トリガ条件設定部６０７は、ドラッグ操作の際のマウスのＯＮ時点でのグラフ上のＸＹ座標（Ｘ１，Ｙ１）と、マウスのＯＦＦ時点でのＸＹ座標（Ｘ２，Ｙ２）とを認識する。トリガ条件設定部６０７は、Ｘ１～Ｘ２の範囲を、対応する監視パラメータ（例えばモータ位置検出値ＰＦＢ）のトリガ条件ＴＣに定め、かつ、Ｙ１～Ｙ２の範囲を、対応する監視パラメータ（例えば実効電流値ＩＦＢ）のトリガ条件ＴＣに定める。
【0051】
図６において、トリガ条件設定部６０７は、メッセージ表示部６４に初期メッセージを表示し（ステップＳ１）、ユーザに領域６５を入力される（ステップＳ２）。続いて、トリガ条件設定部６０７は、入力された領域６５の最大・最小座標を演算し（ステップＳ３）、当該演算結果に基づいてポップアップ画面６６に表示する数値を更新する（ステップＳ４）。その後、トリガ条件設定部６０７は、メッセージ表示部６４に、更新した数値の適用可否をユーザに判断させるためのメッセージを表示する（ステップＳ５）。
【0052】
図７は、図４におけるトリガ条件の設定方法の別の具体例を説明する図である。図７において、トリガ条件設定部６０７は、前述したような２点のＸＹ座標（Ｘ１，Ｙ１），（Ｘ２，Ｙ２）に基づいて２点間の距離ｒを求め、初期座標（Ｘ１，Ｙ１）に対しＸ軸、Ｙ軸共に±ｒの範囲に収まる領域を領域６５に定める。
【0053】
図８は、図４におけるトリガ条件の設定方法の更に別の具体例を説明する図であり、図９は、図８に対応するトリガ条件設定部の処理内容の一例を示すフロー図である。図８には、複数座標を包絡する領域を領域６５として指定する方法が示される。トリガ条件設定部６０７は、例えば「Ｃｔｒｌキー」等の入力中におけるクリックを検知する毎にカーソル座標を（Ｘ１，Ｙ１），…，（Ｘｎ，Ｙｎ）と記録する。そして、トリガ条件設定部６０７は、Ｘ１～Ｘｎの中の最大値および最小値によってＸ軸の範囲を定め、Ｙ１～Ｙｎの中の最大値および最小値によってＹ軸の範囲を定め、これらの範囲に基づいて領域６５を定める。この場合のトリガ条件設定部６０７の処理内容は、図９に示されるように、ステップＳ２の中に「Ｃｔｒｌキー」の確認が入ることを除いて図６の場合と同様である。
【0054】
なお、トリガ条件の設定方法は、これら３つの具体例に限らず、様々な方法を用いることが可能である。例えば、トリガ条件設定部６０７が図７に示した初期座標（Ｘ１，Ｙ１）および距離ｒをデータ選択部１０３へ送信し、データ選択部１０３が座標（Ｘ１、Ｙ１）を中心とした半径ｒの円領域とトリガ条件ＴＣとして認識することも可能である。または、トリガ条件設定部６０７が図８のような複数の座標情報をデータ選択部１０３へ送信し、データ選択部１０３が線形補間した多角形領域をトリガ条件ＴＣとして認識することも可能である。また、ユーザがキーボード操作を介してトリガ条件ＴＣの範囲を直接的に数値入力できるように構成することも可能である。
【0055】
以上のようなモータ制御システムを用いることで、ユーザは、任意の監視パラメータを軸とする特性図ＳＰを視認しながら、当該特性図ＳＰに基づいてトリガ条件ＴＣを定めることができる。これにより、ユーザは、トリガ条件ＴＣを定めるための有益な情報を特性図ＳＰによって得ることができ、結果として、モータ制御システムは、ユーザに適正なトリガ条件ＴＣを設定させることが可能になる。また、これにより、ユーザがトレース結果に基づいて各種解析を行う際の解析効率を高めること等が可能になる。
【0056】
具体例で説明すると、例えば、一般的なトレース結果として、時間軸上の電流値変化の波形等を得ることができる。ただし、この際に電流値に何らかの異常が有ったとしても、対応する時刻情報からその原因を突き止めるのは容易でない場合がある。一方、例えば、図４に示したように、モータ電流値とモータ位置との対応関係を観点にすると、ユーザは、異常の要因の一つにモータ位置が挙げられることを推察することができる。
【0057】
ユーザは、この対応関係に基づいて、更にトリガ条件ＴＣを絞り込むことができる。例えば、電流値に加えてモータ位置をトリガ条件ＴＣに含ませることで、限られた容量のメモリ３０を用いて、例えば、時間軸上で周期的に生じているような異常の現象を、ごく一部の少ない周期ではなく、より多くの周期を対象として捉えることができる。そして、ユーザは、トリガ条件ＴＣを絞り込んだ後の結果に対して、例えば、その他の監視パラメータを含めた対応関係等も適宜参照すること等で、異常の真の原因を追求することができる。
【0058】
《モデルデータ生成機能》
図１０は、図４とは異なる表示画面の一例を示す図である。図１０の表示画面は、図４の表示画面とは波形表示部６７の表示内容が異なっている。図１０の波形表示部６７には、トレース結果の他の一つとして、電流値の時間変化の波形が表示される。この場合、図２の表示制御部６０６は、ユーザからの指示に応じて、Ｘ軸の監視パラメータを時刻、Ｙ軸の監視パラメータを電流値に割り当てた状態でグラフを作成すればよい。この際に、ユーザは、表示制御部６０６に対して、プロット図または折れ線グラフといったグラフの表示形式も選択可能である。
図１０は、図４とは異なる表示画面の一例を示す図である。図１０の表示画面は、図４の表示画面とは波形表示部６７の表示内容が異なっている。図１０の波形表示部６７には、トレース結果の他の一つとして、電流値の時間変化の波形が表示される。この場合、図２の表示制御部６０６は、ユーザからの指示に応じて、Ｘ軸の監視パラメータを時刻、Ｙ軸の監視パラメータを電流値に割り当てた状態でグラフを作成すればよい。この際に、ユーザは、表示制御部６０６に対して、プロット図または折れ線グラフといったグラフの表示形式も選択可能である。
【0059】
また、ユーザは、波形表示部６７へ表示させたいトレースデータＴＤをプロジェクト表示部６２から選択することができる。具体的には、例えば、図２の監視部３７およびデータ選択部１０３等によってｋ回目のトレースが行われると、メモリ（ＲＡＭ）３０に、ｋ回目のトレースによって得られたトレースデータＴＤが格納される。当該トレースデータＴＤは、別途、図１Ａの不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１に転送される。同様にして、ｋ＋１回目のトレースが行われると、ｋ＋１回目のトレースによって得られたトレースデータＴＤがメモリ（ＲＡＭ）３０に格納されたのち、別途、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１に転送される。
【0060】
このようにして、不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１（ひいては、図２の情報情報処理６内の記憶部６３０）には、複数回のトレースに対応する複数のトレースデータＴＤが格納される。ユーザは、この複数のトレースデータＴＤの中から波形表示部６７へ表示させたいトレースデータＴＤを単数または複数選択することができる。この例では、プロジェクト表示部６２中のツリー「保存データ」配下に各トレースデータＴＤの名称と、対応するチェックボックスとが表示される。表示制御部６０６は、ユーザによって当該チェックボックスがチェックされると、対応するトレースデータＴＤのトレース波形を作成する。
【0061】
さらに、表示制御部６０６は、図１０に示されるように、波形表示部６７にモデル波形を表示させることも可能である。具体的には、図２において、情報処理装置６内のモデルデータ生成部６０４は、監視データＤ（トレースデータＴＤ）のティピカルデータとなるモデルデータＭＤを生成する。表示制御部６０６は、選択されたトレースデータＴＤに基づくトレース波形に加えて、当該モデルデータＭＤに基づくモデル波形を作成し、選択されたトレースデータＴＤに加えてモデルデータＭＤを表示した特性図ＳＰを表示部６０９に表示させる。
【0062】
モデルデータＭＤとは、各時刻において、監視パラメータ毎の通常時のデータ（すなわちティピカルデータ）を、例えば、予め学習によって推定したものである。図１０のように、トレース波形とモデル波形とを並べて表示することによって、ユーザは、トレース波形の固有の偏差を視覚的に認識することができる。なお、モデルデータ生成部６０４は、例えば、ＣＰＵを用いたプログラム処理等によって実装される。
【0063】
図１１は、図２におけるモデルデータ生成部の処理内容の一例を説明する図である。図１１では、前提として、例えば、正常状態のシステムに対して、予め所定の期間をトリガ条件ＴＣとすることで４回分の固定周期トレースが行われている。モデルデータ生成部６０４は、記憶部６３０に格納された当該４回分のトレースデータ３００Ａ～３００Ｄを参照する。各回のトレースデータには、時刻、位置、電流、その他の監視パラメータが含まれる。
【0064】
モデルデータ生成部６０４は、例えば、位置に対する電流の出現頻度を分析することで、位置を引数とした各回の電流の平均値を、データテーブル３００Ｒ（すなわちモデルデータＭＤ）として作成することができる。これにより、表示制御部６０６は、その後に所定のトリガ条件ＴＣで取得したトレースデータ３００Ｅの波形を作成する際に、当該トレースデータ３００Ｅの各時刻の位置情報を抽出し、その位置情報に対応する平均電流をデータテーブル３００Ｒから取得することができる。その結果、表示制御部６０６は、取得した平均電流に基づいてモデル波形を作成することができる。
【0065】
なお、ここでは４回の平均値でモデルデータＭＤを生成する例を述べたが、モデルデータＭＤの算出方法は、これに限らず、例えばニューラルネット等の学習演算の手法を用いてもよい。例えば、図２に示したように、モデルデータ生成部は、情報処理装置６上に限らず、サーボアンプ１上、上位コントローラ５上、データサーバ（クラウド）７１上等に実装されてもよい。
【0066】
この場合、例えば、サーボアンプ１のメモリ（ＲＡＭ）３０のデータは、順次、上位の装置へと転送される。すなわち、メモリ（ＲＡＭ）３０のデータは、上位コントローラ５および情報処理装置６の記憶部５３０，６３０へ転送され、記憶部５３０のデータは、情報処理装置６およびデータサーバ７１の記憶部６３０，７３０へ転送され、記憶部６３０のデータは、データサーバ７１の記憶部７３０へ転送される。
【0067】
逆に、データサーバ７１のモデルデータ生成部７０４で生成されたモデルデータＭＤは、順次、下位の装置へと転送される。すなわち、モデルデータ生成部７０４からのモデルデータは、情報処理装置６および上位コントローラ５のモデルデータ生成部６０４，５０４へ転送され、モデルデータ生成部６０４からのモデルデータおよびモデルデータ生成部５０４からのモデルデータは、サーボアンプ１のモデルデータ生成部１０４へ転送される。
【0068】
各転送先でのモデルデータ生成部は、上位より転送されたモデルデータで自身のモデルデータを更新するような機能を持つ。モデルデータ生成部は、本質機能が学習であるため、より多くの学習データを収集することで高度な推定が可能になる。そこで、このように階層的な情報伝達システムの構成を用いれば、より多くの情報がより高い計算能力をもつ計算機へと集まるようになり、各階層の計算能力の最小化と高度な推定演算を両立する低コストのシステムを実現できる。
【0069】
《相関算出機能》
前述したように、サーボアンプ１の不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１には、メモリ（ＲＡＭ）３０に格納されたトレースデータＴＤが、適宜、退避される。この際に、サーボアンプ１は、メモリ（ＲＡＭ）３０に格納された全てのトレースデータＴＤを不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１に退避させるのではなく、選択的に退避させることも可能である。これに関して、以下に説明する。
前述したように、サーボアンプ１の不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１には、メモリ（ＲＡＭ）３０に格納されたトレースデータＴＤが、適宜、退避される。この際に、サーボアンプ１は、メモリ（ＲＡＭ）３０に格納された全てのトレースデータＴＤを不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１に退避させるのではなく、選択的に退避させることも可能である。これに関して、以下に説明する。
【0070】
図２のサーボアンプ１内の相関算出部１０５は、モデルデータ生成部１０４からのモデルデータＭＤとメモリ（ＲＡＭ）３０に格納されたトレースデータＴＤとの相関を算出する。この際に、モデルデータＭＤに基づくモデル波形とトレースデータに基づくトレース波形とで、トレース初期時刻または初期位相が異なる可能性がある。この場合、相関算出部１０５は、モデル波形の初期時刻または初期位相をずらしながら最大となる相関を求めるとよい。この相関算出の際に、相関算出部１０５は、例えばピアソンの相関係数を用いてもよい。
【0071】
図２の不揮発領域退避部１０６は、相関算出部１０５で算出された相関値に基づいて、メモリ（ＲＡＭ）３０内のトレースデータＴＤを、図１Ａの不揮発性メモリ（ＮＶＭ）３１へ退避する。例えば、相関値が１であれば正常な繰り返し挙動であると判断できるため、データの退避は必須ではない。また、相関値が０の場合には、明らかに挙動が変化しており、上位コントローラ５等でも検知できるため、データの退避は必須ではない。
【0072】
しかし、相関値が例えば０．９５から０．９０に変化した場合など、わずかに変化した場合には、細かい変化であるため上位コントローラ５等では検知できず、サーボアンプ１でなければ検知できない可能性がある。このため、このような場合に、不揮発領域退避部１０６は、メモリ（ＲＡＭ）３０内の対応するトレースデータＴＤを不揮発性メモリ３１へ退避するとよい。なお、不揮発領域退避部１０６は、相関値だけでなく、例えば、トレースデータＴＤとモデルデータＭＤとの間の特徴量の比較結果等に基づいて退避要否を判定してもよい。特徴量として、平均値や実効値といった各種パラメータのいずれか、または各種パラメータの組み合わせを用いる方法等が挙げられる。
【0073】
なお、図２において、情報処理装置６内のデータファイル保存部６０８は、情報処理装置６内の各部の処理データや、サーボアンプ１より収集したトレースデータＴＤを情報処理装置６のハードディスク等の記憶媒体（記憶部６３０を含む）に保存する。これによって、各種データを再利用することが可能になる。また、データサーバ７１内のソフトウェア更新部７０９は、上位コントローラ５のファームウェアや、情報処理装置６内の各部のアプリケーションプログラムに対するアップデートを行う。これによって、例えば、各種学習機能の高度化などが可能になり、トレース波形収集の可用性を高めることに貢献できる。
【0074】
《実施の形態１の主要な効果》
以上、実施の形態１のモータ制御システムを用いることで、代表的には、ユーザに適正なトリガ条件を設定させることが可能になる。これにより、ユーザがトレース結果に基づいて各種解析を行う際の解析効率の向上や、トレースに用いるメモリ（すなわちメモリ（ＲＡＭ）３０）の容量削減等が図れる。
以上、実施の形態１のモータ制御システムを用いることで、代表的には、ユーザに適正なトリガ条件を設定させることが可能になる。これにより、ユーザがトレース結果に基づいて各種解析を行う際の解析効率の向上や、トレースに用いるメモリ（すなわちメモリ（ＲＡＭ）３０）の容量削減等が図れる。
【0075】
（実施の形態２）
《トレース機能の詳細》
図１２は、本発明の実施の形態２によるモータ制御システムにおいて、トレース機能を担う各部の主要部の構成例を示すブロック図である。図１２に示すモータ制御システムは、図２に示した構成例に対して、さらに、次のようなブロックが追加されている。すなわち、図１２の情報処理装置６は、ＣＰＵを用いたプログラム処理等によって実装される物理モデル入力部６０１、監視条件決定部６０２、稼働マップ生成部６０３およびトリガ条件変更部６０５をさらに備える。また、図１２のデータサーバ（クラウド）７１は、ＣＰＵを用いたプログラム処理等によって実装される監視条件決定部７０２および稼働マップ生成部７０３をさらに備える。
《トレース機能の詳細》
図１２は、本発明の実施の形態２によるモータ制御システムにおいて、トレース機能を担う各部の主要部の構成例を示すブロック図である。図１２に示すモータ制御システムは、図２に示した構成例に対して、さらに、次のようなブロックが追加されている。すなわち、図１２の情報処理装置６は、ＣＰＵを用いたプログラム処理等によって実装される物理モデル入力部６０１、監視条件決定部６０２、稼働マップ生成部６０３およびトリガ条件変更部６０５をさらに備える。また、図１２のデータサーバ（クラウド）７１は、ＣＰＵを用いたプログラム処理等によって実装される監視条件決定部７０２および稼働マップ生成部７０３をさらに備える。
【0076】
《物理モデル編集機能》
情報処理装置６内の物理モデル入力部（負荷情報入力部）６０１は、表示部６０９の表示画面を介して、ユーザに、図１Ａのモータ負荷３の負荷情報を入力させるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を提供する。図１３は、図１２の物理モデル入力部によって表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。図１３に示す表示画面は、図４に示した波形表示部６７の位置にモデル編集部６３が表示されたものとなっている。
情報処理装置６内の物理モデル入力部（負荷情報入力部）６０１は、表示部６０９の表示画面を介して、ユーザに、図１Ａのモータ負荷３の負荷情報を入力させるためのＧＵＩ（Graphical User Interface）を提供する。図１３は、図１２の物理モデル入力部によって表示部に表示される表示画面の一例を示す図である。図１３に示す表示画面は、図４に示した波形表示部６７の位置にモデル編集部６３が表示されたものとなっている。
【0077】
ユーザは、モデル編集部６３を介して、モータ負荷３の負荷情報（例えば接続状態）を入力することができる。具体例として、物理モデル入力部６０１は、例えば、ユーザによるドラッグアンドドロップ操作等に応じて、予めライブラリに登録された複数種類のモデル群の中から所望のモデルをモデル編集部６３上にアイコンとして配置する。さらに、物理モデル入力部６０１は、ユーザによるクリック操作等に応じて、配置された各モデルが備えるノード端子の間を結線する。
【0078】
モデル群の中には、例えば、モータ、シャフト、ギア、カムなど、機能分類ごとに統一されたモデルが設けられる。また、モデル編集部６３上に配置されたモデル（アイコン）に対しては、個々の詳細な特性や性能を示すパラメータ等を独立して入力できるように構成される。これにより、各モデル内部またはモデル間の物理的な接続形態を模式的に表示できると共に、表示画面を簡素化でき、ユーザに対して直感的な操作性を提供できる。
【0079】
例えば、モータ負荷３は、図１３に示されるように、複数のシャフトモデル（Ｓ１～Ｓ３）を、ギア・プーリ等のモデル（Ｇ）で連結することで描画される。この際には、モータモデル（Ｍ）毎にモータ負荷３が接続されるため、入力後のモデル群は、モータモデル（Ｍ）を起点とした樹形図状になる。
【0080】
このため、物理モデル入力部６０１は、例えば、モータモデル（Ｍ）の配置領域を画面左端に制限したり、または、モータモデル（Ｍ）から順次右方向に所望のモデルが配置されるように制限するといったように、配置箇所や配置方向に制限を加えてもよい。これにより、入力後のモデル群は網目状に配置されるため、解読が複雑になる等のリスクを軽減できる。
【0081】
また、物理モデル入力部６０１は、モデル編集部６３上に配置されたモデルがダブルクリック等で選択された場合、ユーザによるパラメータ入力が可能なポップアップ画面６９を起動する。そして、ユーザは、例えばシャフトモデルＳ２に対応するポップアップ画面６９を介して、材質、形状、外径、内径、長さ等、シャフトの物性を示す諸元をキーボード入力したり、または、プルダウンメニューによって選択することが可能となっている。また、モデルの中には、カムを代表に、モータ位相に対して変動するものを含まれる。そこで、物理モデル入力部６０１は、カムモデル（Ｌ１）等に対応するポップアップ画面６９上にはＸ－Ｙプロット軸等を表示させる。ユーザは、当該Ｘ－Ｙプロット軸に対して、マウス等のクリック操作でカム曲線を入力することができる。
【0082】
図１２の監視条件決定部６０２は、物理モデル入力部（負荷情報入力部）６０１で入力されたモデル情報（負荷情報）に基づいて、サーボアンプ１内の監視部３７で用いる監視条件ＭＣを決定する。監視条件ＭＣには、監視部３７における監視周期（例えば、ＡＤＣのサンプリング周期）や、または、当該監視周期で継続的に監視を行う際の監視期間（例えば、ＡＤＣのイネーブル周期）等が含まれる。サーボアンプ１内の監視条件設定部１０２は、この監視条件決定部６０２からの監視条件ＭＣを監視部３７に設定する。
【0083】
例えば、シャフトモデルの材質や外径・内径というパラメータからは、シャフトのもつ慣性モーメントを情報として得ることができる。この慣性モーメントに対して、別途入力されたサーボアンプ１のサーボ性能（具体的には出力できるトルク）が慣性モーメントに対して十分か否か等を考慮することで、想定するモータ負荷３に対する制動時間などを推定できる。
【0084】
このため、監視条件決定部６０２は、物理モデル入力部６０１で入力されたモータ負荷３を対象とする場合の、適切な監視期間の長さを予め推定できる。さらに、監視条件決定部６０２は、シャフトの長さ等を考慮することで軸のねじれ量を推定でき、ねじれに対して十分な分解能が得られるような監視周期（サンプリング周期）を推定することも可能である。これにより、監視期間が短くなるリスクを軽減でき、また、監視周期が過度に短くなるような事態を抑制でき、トレースに要するメモリ（ＲＡＭ）３０の容量を節約できる。
【0085】
具体的なプログラム例として、監視条件決定部６０２は、例えば、慣性モーメントに対して任意の比例定数を乗算することで監視期間を算出する処理や、または、監視周期をシャフトの長さの逆比例式で算出する処理等を実行すればよい。この算出の際に使用する式や定数は、個々の物理モデルの特性に合わせて予め定められる。
【0086】
また、図１２に示すとおり、データサーバ７１上に監視条件決定部７０２を設け、例えば、情報処理装置６で得られたモデル情報を一旦データサーバ７１へ転送し、データサーバ７１で監視条件ＭＣを演算し、この演算結果を情報処理装置６へ戻す構成であってもよい。このように、データサーバ７１を利用する形態であれば、より多くのサンプルをモデル情報の学習に活用できるため、出力値の精度向上や物理モデルの高度化への貢献が期待できる。また、監視条件決定部の一形態として、サーボアンプ１のフィードバック制御を模擬するシミュレーション機能を内蔵してもよい。
【0087】
《稼働マップ生成機能》
図１２の稼働マップ生成部６０３は、物理モデル入力部（負荷情報入力部）６０１で入力されたモデル情報（負荷情報）に基づいて、モータ２の回転位相とモータ負荷３の稼働範囲との関係を示した稼働マップＷＭを生成する。図１４は、図１２における稼働マップ生成部によって生成される稼働マップの概要を説明する模式図である。図１４において、横軸はモータ２の回転位相であり、縦軸には、モータ負荷３の稼働範囲の例として、負荷Ａおよび負荷Ｂの稼働範囲が示される。
図１２の稼働マップ生成部６０３は、物理モデル入力部（負荷情報入力部）６０１で入力されたモデル情報（負荷情報）に基づいて、モータ２の回転位相とモータ負荷３の稼働範囲との関係を示した稼働マップＷＭを生成する。図１４は、図１２における稼働マップ生成部によって生成される稼働マップの概要を説明する模式図である。図１４において、横軸はモータ２の回転位相であり、縦軸には、モータ負荷３の稼働範囲の例として、負荷Ａおよび負荷Ｂの稼働範囲が示される。
【0088】
ここでは、物理モデル入力部６０１で入力されたモデル情報に基づき、負荷Ａは、モータ２の１回転毎に１度、負荷Ｂは、モータ２の３回転毎に２度の比率で稼働するようギアで結合されている場合を想定する。また、負荷Ａおよび負荷Ｂは、共にカム等で稼働させるものとし、モータ２の回転挙動に対して負荷Ａ，Ｂが周期的に稼働される場合を想定する。
【0089】
図１４において、負荷Ａの稼働範囲（言い換えれば負荷継続時間）は“ＬＡ”であり、発生周期は“Ｌ１”であり、初期位相は“ΔＰ１”である。また、負荷Ｂの稼働範囲は“ＬＢ”であり、発生周期は“Ｌ２”であり、初期位相は“ΔＰ２”である。稼働範囲ＬＡ，ＬＢは、図１３に示したカム曲線に基づいて定められ、発生周期Ｌ１，Ｌ２は、ギア比に基づいて定められる。
【0090】
このモデルでは、初期位相に関わらず最低３回転分の回転位相で負荷Ａ，Ｂの稼働範囲をマップ化できる。稼働マップ生成部６０３は、図１４に示されるように、この３回転分の回転位相におけるマップを、回転１回ごとの発生頻度情報へ分解した後、モータ２の回転位相に対するヒストグラムへ集約することで稼働マップＷＭを生成する。
【0091】
図１５は、図１２における稼働マップ生成部の処理内容の一例を示すフロー図である。図１５において、稼働マップ生成部６０３は、ギア比の最小公倍数でマップ長を例えば配列として準備し（ステップＳ１１）、ギア・カム定数から軸上の負荷点（負荷の稼働範囲）を割り付ける（ステップＳ１２）。続いて、稼働マップ生成部６０３は、配列の全長をモータ２の回転周期単位で区切り（ステップＳ１３）、各回転周期毎に各負荷点の出現頻度を集計する（ステップＳ１４）。これに基づいて、稼働マップ生成部６０３は、例えば、モータ２の回転位相と負荷点との関係を表す行列データ等を稼働マップＷＭとして生成する（ステップＳ１５）。
【0092】
ここで、ステップＳ１２の負荷点の情報は、例えば、負荷点有り時には配列データ“１”に、負荷点無し時には配列データ“０”に定められる。カムの負荷点は、例えば、図１３のポップアップ画面６９上で入力されたカム曲線を、所定の閾値（例えば勾配の閾値等）を用いてパルス波形に変換すること等で定められる。また、ステップＳ１５において、稼働マップ生成部６０３は、例えばニューラルネットワークなどの手法を用いて、生成した稼働マップＷＭを繰り返し学習することでニューラルネットワークの重みづけ係数を決定してもよい。
【0093】
この場合、図１２に示されるように、データサーバ７１上に稼働マップ生成部７０３を設け、情報情報装置６が、モデル情報を一旦データサーバ７１へ転送し、稼働マップ生成部７０３が、ニューラルネットワークの重みづけ係数を演算したのち、当該演算結果を情報処理装置６へ戻せばよい。このように、データサーバ７１を利用する形態であれば、より多くのサンプルを学習に活用できるため、稼働マップＷＭの精度向上への貢献が期待できる。
【0094】
ここで、図４等に示したように、ユーザは、実稼働データに基づく特性図ＳＰ上で領域６５を選択することで、モータ位置を含むトリガ条件ＴＣを定めることが可能であった。ただし、例えば、ギアやカムを用いたモータ負荷３を稼働するサーボシステムの場合、領域６５の選択に伴いトレース対象に定められる負荷は、一つの位相帯に限らず複数の位相帯で等しく稼働状態となっている場合がある。この場合、本来トレース対象であるべき位相帯がトレース対象から除外される恐れがある。
【0095】
例えば図１４の例では、負荷Ｂの負荷点は、モータ２の０～２πの回転位相の中で、異なる２つの位相帯に存在しており、特性図ＳＰ上の領域６５によっていずれか一方の位相帯をトリガ条件ＴＣとして選択しても、他方の位相帯がトリガ条件ＴＣから除外され得る。この場合、例えば、モータ負荷３における異常の兆候を十分に検知できない恐れがある。
【0096】
そこで、図１２のトリガ条件変更部６０５は、稼働マップ生成部７０３からの稼働マップＷＭに基づいて、モータ負荷３の稼働範囲がモータ２の回転位相における第１の位相範囲の他に第２の位相範囲にも存在しているか否かを判定する。そして、トリガ条件変更部６０５は、トリガ条件ＴＣが第１の位相範囲であった場合には、トリガ条件ＴＣに第２の位相範囲を追加し、当該トリガ条件ＴＣをサーボアンプ１内のデータ選択部１０３に設定する。これにより、モータ負荷３における異常の兆候を逃さず検知することが可能になる。
【0097】
なお、図４に示したポップアップ画面６６上には、２個のチェックボックスが設けられる。この内、「サンプリングの間隔を自動化する」のチェックボックスにチェック入力が行われると、図１２の監視条件決定部６０２が前述したような方法で監視条件ＭＣの決定を行う。一方、「相関の強いデータは他位置もサンプリングする」のチェックボックスにチェック入力が行われると、図１２のトリガ条件変更部６０５が前述したような方法でトリガ条件ＴＣの変更を行う。
【0098】
《実施の形態２の主要な効果》
以上、実施の形態２のモータ制御システムを用いることで、実施の形態１で述べた各種効果に加えて、さらに、ユーザにモータ負荷３の物理モデルを入力させることで、監視周期や監視期間の適正化が図れ、限られた容量のメモリ（ＲＡＭ）３０を二通手効率的なトレースを行うことが可能になる。また、この物理モデルの入力に際して、ユーザは、機械工学・制御工学に精通せずとも、部品カタログの物性データや機器接続図を参照することで足りる。さらに、物理モデルに基づいて稼働マップを生成することで、トリガ条件ＴＣを、取りこぼしが生じないように適正に変更することが可能になる。
以上、実施の形態２のモータ制御システムを用いることで、実施の形態１で述べた各種効果に加えて、さらに、ユーザにモータ負荷３の物理モデルを入力させることで、監視周期や監視期間の適正化が図れ、限られた容量のメモリ（ＲＡＭ）３０を二通手効率的なトレースを行うことが可能になる。また、この物理モデルの入力に際して、ユーザは、機械工学・制御工学に精通せずとも、部品カタログの物性データや機器接続図を参照することで足りる。さらに、物理モデルに基づいて稼働マップを生成することで、トリガ条件ＴＣを、取りこぼしが生じないように適正に変更することが可能になる。
【0099】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、前述した実施の形態は、本発明を分かり易く説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【0100】
１ サーボアンプ（モータ制御装置）
２ モータ
３ モータ負荷
６ 情報処理装置
３０ メモリ（ＲＡＭ）
３７ 監視部
６３ モデル編集部
６５ 領域
６７ 波形表示部
１０３ データ選択部
１０４，５０４，６０４，７０４ モデルデータ生成部
６０１ 物理モデル入力部（負荷情報入力部）
６０２，７０２ 監視条件決定部
６０３，７０３ 稼働マップ生成部
６０５ トリガ条件変更部
６０６ 表示制御部
６０７ トリガ条件設定部
６０９ 表示部
Ｄ 監視データ
ＤＳ 監視データセット
ＭＣ 監視条件
ＭＤ モデルデータ
ＳＰ 特性図
ＴＣ トリガ条件
ＴＤ トレースデータ
ＷＭ 稼働マップ
２ モータ
３ モータ負荷
６ 情報処理装置
３０ メモリ（ＲＡＭ）
３７ 監視部
６３ モデル編集部
６５ 領域
６７ 波形表示部
１０３ データ選択部
１０４，５０４，６０４，７０４ モデルデータ生成部
６０１ 物理モデル入力部（負荷情報入力部）
６０２，７０２ 監視条件決定部
６０３，７０３ 稼働マップ生成部
６０５ トリガ条件変更部
６０６ 表示制御部
６０７ トリガ条件設定部
６０９ 表示部
Ｄ 監視データ
ＤＳ 監視データセット
ＭＣ 監視条件
ＭＤ モデルデータ
ＳＰ 特性図
ＴＣ トリガ条件
ＴＤ トレースデータ
ＷＭ 稼働マップ
【図1A】
【図1B】
【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】