控制裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供控制裝置，即使不使用高精度的仿真模型，也能夠高精度地檢測特性變化、干擾、異常等。對控制對象進行控制的控制裝置(100)具備：預測值計算部(121)，其針對控制對象的模型輸出相對于輸入值的輸出值的預測值；預測誤差計算部(122)，計算表示預測值與控制對象的輸出的實測值之間的關系的關系值；以及變化檢測部(124)，其對第一關系值和第二關系值進行比較，第一關系值為將控制對象正常動作的基準狀態下的關系值，第二關系值為使控制對象動作的動作狀態下的所述關系值。

control device

The present invention provides a control device capable of detecting characteristic variations, disturbances, anomalies, etc., even with a high accuracy simulation model. Control device to control the controlled object (100) has a predictive value calculating part (121), the model for the output of the control object relative to the predicted output input value value; calculating prediction error (122), calculated that the predictive value of relationship between output and control object is measured between the values. Value; and change detection section (124), the first and second value relationship value, relationship value is the first relationship reference state control object values under normal operation, the second value is the relationship between the action state object control action under value.

【技術實現步驟摘要】
控制裝置
本專利技術涉及對控制對象進行控制的控制裝置。
技術介紹
目前，已知對機械等控制對象進行控制的控制裝置根據干擾和/或異常狀態進行控制動作。這樣的控制裝置進行控制動作來檢測干擾和/或異常狀態。例如，專利文獻1中記載有：將模型(將馬達或機械模型化而成的模型)中的控制狀態量和使實際機械部動作時的根據反饋值的狀態量進行比較，基于該比較結果與閾值的比較檢測干擾。專利文獻1：日本特開2004－364396號公報(2004年12月24日公開)在專利文獻1所記載的控制裝置中，為了高精度地檢測干擾及異常，需要使模型的精度接近實際機械。因此，需要在使用物理仿真模型的情況下，確定以及設定模型函數的參數。
技術實現思路
本專利技術是鑒于上述問題而創立的，其目的在于，提供一種控制裝置，即使不使用高精度的仿真模型，也能夠高精度地檢測特性變化、干擾和異常等。為了解決上述問題，本專利技術提供一種對控制對象進行控制的控制裝置，具備：預測部，其針對所述控制對象的模型輸出相對于輸入值的輸出值的預測值；關系值計算部，其計算關系值，該關系值表示所述預測值與所述控制對象的輸出的實測值之間的關系；以及關系值比較部，其對第一關系值和第二關系值進行比較，所述第一關系值是所述控制對象以特定狀態進行動作的基準狀態下的所述關系值，所述第二關系值是使所述控制對象動作的動作狀態下的所述關系值。根據上述結構，通過對基準狀態下的第一關系值和在動作狀態下得到的第二關系值進行比較，可知第二關系值相對于第一關系值的變化。因此，能夠基于變化的大小(變化量)來判斷控制對象的輸出值產生何種變化。另外，通過使用第一關系值，即使模型的精度低，由于該影響包含在第一關系值中，所以相對于模型的精度的魯棒性(Robustness)也高。因此，模型創建變得容易，另外，可以使用簡單模型。因此，即使不使用高精度的模型，也能夠高精度地檢測干擾和/或異常狀態。在所述控制裝置中，也可以是，所述關系值比較部通過計算所述第一關系值與所述第二關系值之差來對所述第一關系值和所述第二關系值進行比較，并將所述差與規定閾值進行比較。根據上述結構，使用閾值作為檢測輸出值變化的判斷基準，通過適宜設定該閾值，能夠以所希望的基準檢測變化。例如，在組裝有控制裝置的控制系統中，能夠通過與系統的使用相對應的閾值來檢測變化。在所述控制裝置中，也可以是，所述控制對象為機構部，所述輸入值為驅動所述機構部的驅動力的值。當控制對象的特性產生某些變化，或者發生干擾時，其影響表現為控制對象的輸出的實測值的變化。反饋控制越有利，越早地修正驅動力的值例如轉矩值，由此對控制量的影響減輕，因此難以通過控制量檢測到變化。因此，考慮觀測轉矩值等的變化。但是，如果反饋控制弱，則轉矩值的變化變得緩慢，相反對控制量的影響表現得大，因此優選觀測控制量。即，應該觀測的變量因反饋控制的強弱而不同。因此，相較于僅觀測控制對象的輸入及輸出中的一方，優選觀測輸入輸出的關系，作為表示該關系的值，使用關系值。因此，能夠進行更高精度的變化檢測。該控制裝置還可以具備關于特定的參數對第一變化量圖形和第二變化量圖形進行比較的變化量比較部，所述第一變化量圖形是所述第二關系值相對于將所述實測值設定為與通常的值不同的所述第一關系值的變化量的圖形，所述第二變化量圖形是在所述控制對象的動作狀態下的所述第二關系值相對于所述第一關系值的變化量的圖形。根據上述結構，對于第二變化量圖形接近與粘性摩擦系數或慣性力矩這樣的參數相對應的第一變化量圖形中的哪一個，通過比較雙方的圖形，能夠判斷哪個參數的特性發生了哪種程度的變化。該控制裝置還可以具備對余量度進行計算的余量度計算部，所述余量度表示所述第二關系值相對于允許限度的余量的程度，該允許限度為所述第一關系值和所述第二關系值之差達到所述閾值的限度。根據上述結構，通過算出余量度，能夠了解以何種程度從當前狀態到達允許限度。由此，能夠掌握直至到達需要維護控制對象的限度為止的大致時間余量。本專利技術的控制裝置也可以通過計算機實現，該情況下，通過使計算機作為所述控制裝置所具備的各部分(軟件要素)進行動作，通過計算機實現所述控制裝置的控制裝置的控制程序及存儲該控制程序的計算機可讀存儲介質也包含在本專利技術的范疇內。本專利技術實現即使不使用高精度的仿真模型，也能夠高精度地檢測干擾和/或異常狀態的效果。附圖說明圖1是表示本專利技術實施方式1的控制系統的概略結構的框圖。圖2是用于說明上述控制系統的控制器所具有的閾值設定部設定第一閾值的設定方法的圖。圖3是表示用于上述閾值設定部的第二閾值設定方法的仿真的圖。圖4是用于說明上述第二閾值設定方法的圖。圖5是表示相對于上述控制器對控制對象的變化進行檢測的允許限度的余量的圖表。圖6A～6E是表示特性有無變化的例子的圖。圖7是用于說明在上述控制系統中使用預測誤差的意義的圖。圖8是表示本專利技術實施方式2的控制器的結構的框圖。圖9是表示本專利技術實施方式3的控制器的結構的框圖。圖10是表示本專利技術實施方式4的控制器的結構的框圖。圖11A～11F是表示對本專利技術實施例1的滾珠絲杠的軌道進行控制的事例的波形。圖12A～12E是表示對本專利技術實施例2的帶式驅動XY工作臺進行控制的事例的波形。附圖標記號說明1控制器1、1A～1C(控制裝置)2伺服驅動器(控制對象)3機構部(控制對象)12變化檢測處理部12a允許限度余量度推定部(余量度計算部)12b變化特性推定部(變化量比較部)121預測值計算部(預測部)122預測誤差計算部(關系值計算部)124變化檢測部(關系值比較部)Yerr預測誤差(第二關系值)Yerrbase基準特性預測誤差(第一關系值)具體實施方式〔實施方式1〕下面，使用圖1～圖7說明本專利技術的實施方式1。(控制系統100的結構)圖1是表示實施方式1的控制系統100的概略結構的框圖。如圖1所示，控制系統100具備控制器1、伺服驅動器2以及機構部3。機構部3為控制器1的控制對象，包括馬達31和被驅動部32。馬達31例如是伺服馬達，驅動被驅動部32。另外，在馬達31的旋轉軸上安裝有用于檢測旋轉角度及旋轉角速度的旋轉編碼器。被驅動部32是機器人等設備中的被驅動的部分，具有將馬達31產生的旋轉驅動力變換為規定運動的機構。伺服驅動器2基于從控制器1接收到的指令，通過賦予作為與馬達31的狀態量(旋轉角度、旋轉角速度等)相應的最佳的驅動能量的轉矩，驅動馬達31。在后述的控制對象模型包括伺服驅動器2的情況下，伺服驅動器2成為控制器1的控制對象。伺服驅動器2具有位置控制部21和速度控制部22作為控制系統。位置控制部21基于從馬達31輸出的反饋位置(旋轉角度)和來自控制器1的指令值來進行位置控制(P控制)。速度控制部22基于從馬達31輸出的反饋速度(旋轉角速度)和來自位置控制部21的控制脈沖來進行速度控制(PI控制)。控制器1是生成賦予伺服驅動器2的控制用指令值的控制裝置，由可編程控制器等構成。控制器1具有基于從外部賦予的指令值圖形生成指令值的指令值生成部11。另外，控制器1具有檢測伺服驅動器2或機構部3產生了的何種變化的功能，為了實現該功能，具有變化檢測處理部12和閾值設定部13。變化檢測處理部12對使用控制對象模型的控制量進行預測計算(仿真)，監測預測誤差(關系值)從基準狀態(控本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種對控制對象進行控制的控制裝置，其特征在于，具備：預測部，其針對所述控制對象的模型輸出相對于輸入值的輸出值的預測值；關系值計算部，其計算關系值，該關系值表示所述預測值與所述控制對象的輸出的實測值之間的關系；以及關系值比較部，其對第一關系值和第二關系值進行比較，所述第一關系值是所述控制對象以特定狀態進行動作的基準狀態下的所述關系值，所述第二關系值是使所述控制對象動作的動作狀態下的所述關系值。

【技術特征摘要】
2015.11.30 JP 2015-2342601.一種對控制對象進行控制的控制裝置，其特征在于，具備：預測部，其針對所述控制對象的模型輸出相對于輸入值的輸出值的預測值；關系值計算部，其計算關系值，該關系值表示所述預測值與所述控制對象的輸出的實測值之間的關系；以及關系值比較部，其對第一關系值和第二關系值進行比較，所述第一關系值是所述控制對象以特定狀態進行動作的基準狀態下的所述關系值，所述第二關系值是使所述控制對象動作的動作狀態下的所述關系值。2.根據權利要求1所述的控制裝置，其特征在于，所述關系值比較部通過計算所述第一關系值與所述第二關系值之差來對所述第一關系值和所述第二關系值進行比較，并將所述差與規定閾值進行比較...

【專利技術屬性】
技術研發人員：浪江正樹，真鍋美樹子，
申請(專利權)人：歐姆龍株式會社，
類型：發明
國別省市：日本,JP