指令生成裝置的制作方法

專利名稱：指令生成裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及向對機械、特別對用于驅動低剛性機械的傳動器進行驅動控制的控制裝置提供指令的指令生成裝置。
背景技術：
在以往的指令生成裝置中，有通過在定位用的指令中插入陷波濾波器等濾波器，提供截斷在驅動機械時發生的振動的共振頻率的指令，抑制該機械驅動時的振動的裝置(例如，參照專利文獻1特開2003-65385號公報)。
在專利文獻2(特許第2551868號公報)中所示的裝置中，根據基于依照振動周期使加速度指令階躍變化時的動態動作的相位平面構成指令。由此，能夠把機械的變形抑制為小于靜態變形，能夠進行高速的移動。
另外，如專利文獻3(特開2002-91570號公報)所示，有確定機械的振動模式，根據該模式在定位開始時間和定位時間內機械停止這樣的條件下，通過進行高階一次方程式等的計算處理決定與多項式指令形式有關的系數參數的指令生成方法。由此，能夠使低剛性的柔軟構造物跟蹤指令。
在專利文獻4(特開昭54-98477號公報)所示的方法中，通過提供使加速時間、減速時間為機械振動周期的整數倍的指令，抑制在移動時發生的機械振動。

發明內容
在以專利文獻1為代表的以往的指令生成裝置中，通過在定位指令中插入濾波器，指令輸出時間與濾波器插入之前的指令輸出時間相比有所延伸，其結果，存在對于所希望的定位時間定位動作發生延遲的課題。另外，在作為濾波器使用了陷波濾波器的情況下，由于有時把指令信號整形為急劇變化的形狀，因此易于激勵高次模式的振動，另外，具有驅動機器的跟蹤特性不充分高便不能按照具有急劇變化的指令使傳動器動作的課題。
在專利文獻2中公開的裝置中的指令中，由于加速度指令形狀成為階躍形，因此在指令信號中大量地包括高頻成分，易于激勵高次模式的振動，另外，如果驅動機器的跟蹤特性不充分高則傳動器不能按照指令動作。
在專利文獻3的方法中，所計算的結果成為什么樣的形狀在計算之前不可能預測，根據情況存在不能夠否定出現如下可能性的課題，即一旦越過了目標位置以后，再后退到目標位置這樣的不適于定位指令信號的形狀作為計算結果而出現的可能性。
另外，在求解高階一次方程式時，在系數矩陣的條件數大的情況下，將發生計算誤差。如果用包括誤差的系數構成指令值，則不能夠嚴密地滿足終端條件，發生殘留振動，最惡劣的情況下，有可能定位于與目標位置不同的位置。
在專利文獻4中公開的方法中，不能夠任意地決定加減速時間。從這一點出發，具有特別是在速度指令形狀為三角形的指令中，如果使用該方法則不能夠進行在所希望的定位時間內的定位這樣的課題。
本發明是為了解決上述的課題而完成的，其目的在于得到提供即使是低剛性的機械，也能夠不激勵振動，對于所希望的定位時間無延遲地進行定位動作的指令的指令生成裝置。
本發明的指令生成裝置具備為了使在定位時間內使驅動控制對象物移動到目標位置的位置指令的1次導函數即速度指令與從在驅動控制對象物中發生的振動頻率決定的傳遞函數的脈沖響應在定位時間以后的卷積運算值為0，計算與位置指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號的指令形狀計算單元；把由指令形狀計算單元從位置指令計算出的n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以使定位時間內的位置指令與目標位置相對應的常數，計算位置指令的對應處理單元。
如果依據該發明，則由于具備為了使在定位時間內使驅動控制對象物移動到目標位置的位置指令的1次導函數即速度指令與從在驅動控制對象物中發生的振動頻率決定的傳遞函數的脈沖響應在定位時間以后的卷積運算值為0，計算與位置指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號的指令形狀計算單元；把由指令形狀計算單元從位置指令計算出的n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以使定位時間內的位置指令與目標位置相對應的常數，計算位置指令的對應處理單元，因此具有能夠提供即使是低剛性的機械也不激勵振動，對于所希望的定位時間無延遲地進行定位動作的指令這樣的效果。


圖1是表示適用了本發明實施方式1的指令生成裝置的機械的驅動控制系統的結構的框圖。
圖2是表示實施方式1的位置指令X*(t)的生成動作的流程圖。
圖3表示實施方式1的加速度指令形狀的例子。
圖4表示實施方式1的指令形狀。
圖5表示實施方式1的指令形狀。
圖6表示S字形加減速指令的形狀。
圖7是表示適用了本發明實施方式2的指令生成裝置的機械的驅動控制系統的結構的框圖。
圖8是表示實施方式2的位置指令X*(t)的生成動作的流程圖。
圖9表示加速度指令形狀以及把其進行了一次積分的速度指令形狀。
圖10是表示本發明實施方式3的指令生成裝置的結構的框圖。
圖11是表示實施方式3的位置指令X*(t)的生成動作的流程圖。
圖12表示在求解指令形狀時所使用的表1。
圖13表示實施方式1的S字形加減速指令的形狀。
圖14是表示適用了三角形的速度指令時的數值例的曲線圖。
圖15是表示適用由公式(26)表示的指令形狀，不遵從實施方式3，而使得比例參數r＝0.4時的數值例的曲線圖。
圖16是表示實施方式3的指令形狀的數值例的曲線圖。
圖17是表示實施方式3的加速度指令形狀A**(t)的圖。
圖18是表示實施方式4的加速度指令形狀的圖。
圖19是表示在求解指令形狀時所使用的表2的圖。
圖20是表示實施方式4的加速度指令形狀的圖。
圖21是表示由實施方式6的指令生成裝置進行的位置指令的計算處理的流程圖。
圖22是表示不適用本實施方式的位置指令，而適用了速度指令為三角形的位置指令時的數值例的曲線圖。
圖23是表示適用了本發明實施方式6的位置指令時的數值例的曲線圖。
圖24是表示適用了本發明實施方式7的指令生成裝置的機械的驅動控制系統的構成例的框圖。
圖25是表示由實施方式7的指令生成裝置進行的指令生成動作的流程圖。
圖26是表示實施方式7的速度指令以及加速度指令的曲線圖。
圖27是表示實施方式7的速度指令以及加速度指令的曲線圖。
圖28是表示適用了實施方式7的指令生成裝置的機械的驅動控制系統的其它結構例的框圖。
圖29是表示適用了本發明實施方式8的指令生成裝置的機械的驅動控制系統的結構的框圖。
圖30是表示實施方式8的指令生成裝置的指令生成動作的流程圖。
圖31是表示適用了本發明實施方式9的指令生成裝置的機械的驅動控制系統的結構的框圖。
圖32是得到實施方式9的指令生成裝置的位置指令的流程圖。
圖33是說明指令生成處理A的流程圖。
圖34是說明指令生成處理B的流程圖。
圖35是說明指令生成處理C的流程圖。
圖36是說明指令生成處理D的流程圖。
圖37是說明指令生成處理E的流程圖。
圖38是表示不適用實施方式9的位置指令而適用了梯形的速度指令時的數值例的曲線圖。
圖39是表示適用了實施方式9的位置指令時的數值例的曲線圖。
具體實施例方式
實施方式1圖1是表示適用了本發明實施方式1的指令生成裝置的機械驅動控制系統的結構的框圖。圖中，該控制系統由本實施方式的指令生成裝置1、傳動器驅動控制裝置2、傳動器3以及被驅動控制的機械(驅動控制對象物)4構成。
傳動器驅動控制裝置2向傳動器3供給驅動能力，控制由傳動器3進行的機械4的驅動。例如，在傳動器3是伺服馬達的情況下，伺服放大器與此相當，是對于伺服馬達供給電流的裝置。另外，作為傳動器驅動控制裝置2，既可以進行組成把目標指令與檢測值進行比較的控制環的反饋控制，也可以進行沒有組成控制環的開環控制。另外，還可以進行兩自由度控制等的控制。
傳動器3直接向機械4提供驅動力進行驅動。作為傳動器3，可以是能夠驅動機械的設備，例如可以是旋轉型伺服馬達、線性馬達、步進馬達、油壓馬達、壓電元件等任一種。機械4根據傳動器3發生的驅動力進行所希望的定位動作。作為機械4，例如可以考慮機器人或者半導體制造裝置的驅動單元等，而只要是需要進行定位控制的機械，不管適用于什么都可以中。通常，在機械4中大多存在剛性弱的部分，如果進行定位動作則在停止時，發生以該剛性弱的部分為起因的振動。這將使定位時的調整特性惡化。
指令生成裝置1是根據從當前位置到希望進行定位動作的位置的距離D(以下，簡稱為目標位置D)、定位時間(定位時間)2t0、機械的振動頻率ω、機械的振動阻尼ζ，針對各時間t向傳動器驅動控制裝置2提供位置指令X*(t)的裝置，構成為具有指令形狀計算單元5以及對應處理裝置6。另外，位置指令X*(t)在t＝0時開始，在定位時間t＝2t0時，成為X*(2t0)＝D。
指令形狀計算單元5在每次由指令生成裝置1生成位置指令X*(t)時，計算位置指令X*(t)的n次導函數指令形狀信號，以使由機械4的振動頻率ω、機械4的阻尼ζ決定的傳遞函數的脈沖響應與位置指令X*(t)的1次導函數即速度指令V*(t)在定位時間以后的卷積運算值為0。在對應處理單元6中，把位置指令X*(t)的n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以常數，使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應。
其次，說明動作。
圖2是表示實施方式1的指令生成裝置的位置指令X*(t)的生成動作的流程圖。根據該流程使用圖1說明詳細過程。
首先，對于指令生成裝置1，輸入在機械4的定位動作中所希望的定位時間2t0以及目標位置D(步驟ST1)。接著，在步驟ST2中，對于指令生成裝置1，輸入對于機械4預先求出的機械4的振動頻率ω。例如，預先進行該定位動作，監視在這時發生的機械4的振動，求出其振動頻率。
接著，指令生成裝置1內的指令形狀計算單元5在從步驟ST3到步驟ST4為止，計算位置指令X*(t)的指令形狀(n次導函數指令形狀信號)。首先，在步驟ST3中，指令形狀計算單元5決定加速度指令形狀A**(t)。這里，加速度指令形狀A**(t)與位置指令X*(t)的2次導函數即加速度指令A*(t)的常數倍相等。即，存在某個常數k，在A**(t)與A*(t)之間，A**(t)＝k×A*(t)成立。
圖3表示實施方式1的加速度指令形狀A**(t)的例子。圖中，加速度指令形狀A**按照下述公式(1)、(2)定義。以后，以指令形狀計算單元5在作為機械4的定位動作中的加速度指令形狀A**(t)預先登錄的形狀中，選擇了圖3所示的形狀時為例進行說明。另外，時間區間tA、tB、tC、tD分別具有(r×t0)的時間長度。這些時間區間tA、tB、tC、tD是特定加速度指令形狀A**的梯形形狀的上升沿、下降沿部分的時間區間。
數1A**(t)＝a**(t)-a**(2t0-t) …(1)a**(t)=ct(0≤t≤rt0)crt0(rt0<t<(1-r)t0)-ct+ct0((1-r)t0≤t≤t0)0(otherwise)---(2)]]>其中，c是常數(特別是，當c＝1時也不存在問題)，r是參數，定義為r＝(加速度指令形狀從0到成為最高加速度的時間)/t0。
其次，指令形狀計算單元5使用所輸入的機械4的振動頻率ω，按照下述公式(3)求參數r(步驟ST4)。
r＝1-[t0ω/(2π)](2П/ω/t0) …(3)然后，指令形狀計算單元5把加速度指令形狀信號從0到成為最高加速度的時間定義為下述公式(4)，決定加速度指令形狀信號。
t0-[t0ω/(2π)](2π/ω)…(4)另外，上述公式中的符號[z]是表示不超過z的最大整數值的高斯符號。
對應處理單元6如上所述，如果指令形狀計算單元5決定加速度指令形狀信號后，則根據該加速度指令形狀，執行與目標位置D相對應的處理(步驟ST5)。如果具體地進行說明，則對應處理單元6根據下述公式(5)，把在上述步驟中得到的加速度指令形狀A*(t)進行2次積分，進而，通過在該積分結果上乘以在定位時間2t0中的用于到達目標位置D的常數c，得到位置指令X*(t)。
數2X*(t)=C×∫0t∫0τ1A**(τ)dτdτ1---(5)]]>C=D∫02t0∫0τ1A**(τ)dτdτ1]]>根據按照以上述順序生成的位置指令X*(t)，說明在機械4的定位動作中，在停止時不激勵振動而使其能夠動作的過程。
首先，從根據機械的振動頻率ω決定的位置指令X*(t)到機械端位置X(t)的表達式成為下述公式(6)。這里，s是拉普拉斯算子， 是分別把X(t)、X*(t)進行了拉普拉斯變換的結果。
數3X^(s)=ω2s2+ω2X^*(s)---(6)]]>另外，如果使用X*(t)的1次導函數即速度指令V*(t)以及機械端速度V(t)，則同樣下述公式(7)的關系成立。這里， 是把V*(t)進行了拉普拉斯變換了的結果， 是把機械端速度V(t)進行了拉普拉斯變換的指令。
數4V^(s)=ω2s2+ω2V^*(s)---(7)]]>如果使用傳遞函數ω2/(s2+ω2)的脈沖響應即sinωt把上述公式(7)重新改寫到時域，則能夠用下述公式(8)的關系表現。另外，對于定位時間2t0，能夠用下述公式(9)那樣表示速度指令V*(t)，對于時刻t0，考慮對稱的形狀。其中，v*(t)存在下述公式(10)的關系。
數5V(t)=∫0tsinω(t-τ)V*(τ)dτ---(8)]]>
V*(t)＝v*(t)+v*(2t0-t) …(9)v*(t)==0(0<t≤t0)=0(otherwise)---(10)]]>這時，位置指令的2次導函數、3次導函數即加速度指令A*(t)、躍動(加加速度)指令J*(t)成為下述公式所示。
A*(t)＝a*(t)-a*(2t0-t)，a*(t)＝dv*(t)/dtJ*(t)＝j*(t)+j*(2t0-t)，j*(t)＝da*(t)/dt另外，根據上述公式(10)，a*(t)、j*(t)在t≤0、t＞t0時，是a*(t)＝0，j*(t)＝0。
圖4表示實施方式1的指令形狀，(a)表示速度指令V*(t)，(b)表示加速度指令A*(t)，(c)表示躍動指令J*(t)。在圖4(a)、(b)、(c)中，在上述公式(8)的定位時間2t0以后的時間，即t≥2t0中，如果V(t)＝0成立，則表示機械沒有振動持續停止。這里，把上述公式(9)代入到上述公式(8)中，而且如果利用在t≥2t0時成為V*(t)＝0，以及在t＞t0、t≤0時成為v*(t)＝0，則V(t)如下述公式(11)那樣表示。另外，在向下述公式(11)的變形中，使用了積分的變量變換以及作為三角函數的公式的sinω(t0-τ)+sinω(t-2t0+τ)＝2sinω(t-t0)cos(t0-τ)。
數6V(t)=∫02t0sinω(t-τ){v*(τ)+v*(2t0-τ)}dτ]]>=∫0t0sinω(t-τ)v*(τ)dτ+∫t02t0sinω(t-τ)v*(2t0-τ)dτ]]>=∫0t0sinω(t-τ)v*(τ)dτ+∫0t0sinω(t-2t0+τ)v*(τ)dτ]]>=2sinω(t-t0)∫0t0cosω(t0-τ)v*(τ)dτ---(11)]]>另外，上述公式(11)中的積分式的部分通過使用部分積分的公式以及來自上述公式(10)的v*(0)＝0，存在用下述公式(12)表示的關系。由此，在上述公式(8)中，為了在t≥2t0以后達到V(t)＝0，如果搜索用下述公式(13)、(14)、(15)表示的3個條件中某一個成立的v*(t)，或者a*(t)，或者j*(t)，則能夠生成抑制振動的指令。
數7∫0t0cosω(t0-τ)v*(τ)dτ=[-1ωsinω(t0-τ)v*(τ)]0t0-∫0t0{-1ωsinω(t0-τ)}a*(τ)dτ]]>=1ω∫0t0sinω(t0-τ)a*(τ)dτ]]>=1ω2(a*(t0)-cosωt0a*(0))-1ω2∫0t0cosω(t0-τ)j*(τ)dτ---(12)]]>∫0t0cosω(t-τ)v*(τ)dτ=0---(13)]]>∫0t0sinω(t0-τ)a*(τ)dτ=0---(14)]]>∫0t0cosω(t0-τ)j*(τ)dτ=0,a*(t0)-cosωt0a*(0)=0---(15)]]>另外，上述公式(13)、(14)、(15)不僅是只有在定位時間2t0時的機械不振動而停止的條件，而且還表現為在定位時間以后t≥2t0時，機械也不振動而持續停止這樣更強的條件。通過構成滿足該條件式的指令，能夠生成對振動抑制方面更具有效果的指令。
另外，從上述公式(13)、(14)、(15)，對于V*(t)、A*(t)、J*(t)和分別僅常數倍不同的速度指令形狀V**(t)、加速度指令形狀A**(t)、躍動指令形狀J**(t)也成立同樣的關系，這一點是很明確的。
即，對于某個常數k，定義為v**(t)＝k×v*(t)，a**(t)＝k×a*(t)，j**(t)＝k×j*(t)，進而，當速度指令形狀V**(t)＝v**(t)+V**(2t0-t)、加速度指令形狀A**(t)＝a**(t)-a**(2t0-t)、躍動指令形狀J**(t)＝j**(t)+j**(2t0-t)時，下述公式(16)、(17)、(18)成立。
數8∫0t0cosω(t-τ)v**(τ)dτ=0---(16)]]>
∫0t0sinω(t0-τ)a**(τ)dτ=0---(17)]]>∫0t0cosω(t0-τ)j**(τ)dτ=0,a**(t0)-cosωt0a**(0)=0---(18)]]>指令生成裝置1如果使用滿足上述公式(16)、(17)、(18)中某一個的指令形狀，則能夠構成在定位動作時不激勵振動的指令。為此，在指令形狀計算單元5中，在速度指令形狀V**(t)、加速度指令形狀A**(t)、躍動指令形狀J**(t)中，尋找滿足上述公式(16)、(17)、(18)中某一個的指令形狀。即，指令形狀計算單元5計算位置指令的n次導函數指令形狀信號(在上述的說明中，n＝1、2、3)使得從在上述公式(8)表示的振動頻率ω決定的傳遞函數的脈沖響應與速度指令的卷積值在定位時間以后成為0。
然后，指令形狀計算單元5通過把位置指令X*(t)的n次導函數指令形狀信號進行n次積分，計算位置指令形狀X**(t)。這樣所得到的X**(t)成為抑制振動的指令，而在定位時間2t0中，X**(2t0)≠D。由此，對應處理單元6通過在X**(t)上乘以使在定位時間2t0中的位置指令值與目標位置D相對應的常數，能夠得到位置指令X*(t)。該處理與上述公式(5)相當。實際上，如果在公式(5)中代入t＝2t0，則X(2t0)＝D。
另外，作為滿足上述公式(18)的一個例子，具有J**(t)存在下述公式(19)的關系的躍動指令形狀J**(t)＝j**(t)+j**(2t0-t)。
數9j**(t)=c(0≤t≤t0-2π/ω)0(t0-2π/ω<t<2π/ω)-c(2π/ω≤t≤t0)---(19)]]>這里，在上述公式(19)中，c是任意的正的常數，特別是即使考慮為c＝1也沒有問題。
圖5表示實施方式1的指令形狀。(a)表示時間區間
中的躍動指令形狀j**(t)，(b)表示時間區間
中的加速度指令形狀a**(t)、(c)表示時間區間
中的速度指令形狀v**(t)。在圖5(a)中，該躍動指令j**(t)的形狀在t0超過了振動cosωt的1個周期的時間部分，時間區間
的起始和結束，即，在與圖中的(r×t0)相等的時間區間tA、tB中提供一定的躍動指令。這里，從圖5(a)可知，時間0≤t≤tA中的cosω(t0-t)的值由于與時間t0-tB≤t≤t0中的值恰好相同，因此與j**(t)和cosωt有關的從時刻0到時刻t0的卷積值為0，即滿足上述公式(18)的第1公式。
通過把該j**(t)進行1次積分，得到圖5(b)所示的時間區間
中的加速度指令形狀a**(t)。梯形的加速度指令形狀成為a**(t0)＝0，a**(0)＝0，也滿足a**(t0)-cosωt0a**(t)＝0。由此，可知也滿足上述公式(18)的第2公式。另外，通過把a**(t)進行1次積分，可以得到圖5(c)所示的時間區間
中的速度指令形狀v**(t)。
一般，在提供了t0(≥2π/ω)的情況下，按照下述公式(20)的關系定義時間區間
中的躍動指令形狀j**(t)。這里，通過把躍動指令形狀J**(t)＝j**(t)+j**(2t0-t)進行1次積分，能夠得到由上述公式(1)、(2)、(3)決定的加速度形狀。該躍動指令形狀在t0超過了振動周期的[(t0ω)/(2π)]倍的時間部分的時間區間
的起始和結束，提供一定的躍動指令，與上述公式(19)相同，滿足上述公式(18)的第1公式。
數10j**(t)=c(0≤t≤t0-tA)0(t0-tA<t<tA)-c(tA≤t≤t0)---(20)]]>其中，tA＝(2π/ω)[(t0×ω)/(2π)]另外，把上述那樣的加速度的形狀做成梯形的指令模式是被稱為S字形加減速指令的技術。圖6表示上述那樣生成的S字形加減速指令的形狀，(a)是加速度指令A**(t)，(b)是速度指令V**(t)。如圖6(a)所示，在S字形加減速指令中，由于加速度指令A**(t)的形狀是連續的，因此可知具有抑制機械驅動時的沖擊的效果。
如果依據本實施方式，則除去該效果以外還具有抑制定位控制時的振動的效果。進而，在現有的S字形加減速指令中，根據試行錯誤決定上述公式(2)中的參數r，而如果依據本實施方式，則能夠使用機械4的振動頻率ω以及定位動作時間2t0，自動地決定S字形加減速指令的參數r。
進而，在使用了本實施方式1的指令形狀的情況下，在上述公式(8)中，在t＝2t0時成立V(t)＝0。由此，在所希望的定位時間2t0結束定位動作，對于所希望的定位動作時間2t0能夠沒有延遲地進行定位動作。另外，如圖2的流程圖所示，為了得到位置指令，也可以不包括求解高次方程式等的復雜的運算處理。從而，本實施方式1的指令生成裝置1即使不使用可以進行復雜運算處理的高價的處理器等也能夠實現。
如圖6所示，加速時間中(0≤t≤t0)或者減速時間中(t0≤t≤2t0)的加速度指令是連續的，而且，沒有在加速時間中(或者減速時間中)暫時上升了以后，在短時間內下降，然后再次上升這樣的急劇變化。在這樣的加速度指令信號中，沒有大量地包括高頻成分。反之，如果加速度指令信號不連續，具有在加速時間中(或者減速時間中)暫時上升了以后，在短時間內下降，然后再次上升這樣的急劇變化，則大量地包括高頻成分。大量包括高頻成分的指令在提供給跟蹤性(響應性)不高的傳動器驅動裝置的情況下，傳動器驅動裝置以及傳動器不能夠跟蹤指令的急劇變動即高頻信號，有時將以此為原因引起振動，而如果依據本發明，則能夠防止由傳動器驅動裝置的跟蹤性不足引起的振動。
另外，在機械中大多存在多種振動模式，支配性的振動模式(通常是低頻振動模式)給機械振動造成影響。如果用大量包括高頻成分的指令使機械動作，則不只是支配性的振動模式而且易于引起高次模式的振動。如果依據本發明，則難以激勵這種高次模式的振動。根據以上所述，具有難以激勵因高頻成分產生的振動的效果。
如以上所述，如果依據該實施方式1，則由于具備計算與位置指令的n次導函數的整數倍相等的n次導函數指令形狀信號以便在到定位時間2t0為止使機械4移動到目標位置D的位置指令的1次導函數即速度指令與在該移動中從在機械4中發生的振動頻率ω決定的傳遞函數的脈沖響應在定位時間以后的卷積運算值為0的指令形狀計算單元5、把由指令形狀計算單元5根據位置指令計算出的n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應的常數，計算位置指令的對應處理單元6，因此能夠提供即使是低剛性的機械4也不激勵振動，對于所希望的定位時間2t0沒有延遲地進行定位動作的指令。
如在上述公式(5)中所示的那樣，由于為了得到位置指令X*(t)，從位置指令計算n次導函數指令形狀信號，把該值進行了n次積分以后，在積分結果上乘以使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應的常數C，因此能夠可靠地得到作為位置指令最低限度應該滿足的條件的在定位時間中位置指令到達目標位置的即成為在時刻t＝2t0時，X*(2t0)＝D的位置指令這樣的效果。
實施方式2在上述實施方式1中說明的位置指令是定位時間為2t0，加速時間、減速時間分別是t0這樣的指令，而本實施方式2應用在實施方式1中說明過的指令值，還能夠生成分別輸入定位時間T0和加速時間·減速時間t0的位置指令值。以下說明其順序。
圖7是表示適用了本發明實施方式2的指令生成裝置的機械的驅動控制系統的結構的框圖。與圖1不同之點是根據定位時間T0和加速時間(減速時間)t0生成位置指令值。
其次說明動作。
圖8是表示實施方式2的位置指令X*(t)的生成動作的流程圖。與圖2的流程圖的不同點在于在步驟ST101中，分別輸入定位時間T0和加速時間·減速時間t0，以及在步驟S103中按照加速度指令形狀A**(t)＝a**(t)+a**(T0/2-t)決定加速度指令形狀。其中，a**(t)是下述公式(21)。
數11a**(t)=ct(0≤t≤rt0)crt0(t0<t<(1-r)t0)-crt+crt0((1-r)t0≤t≤t0)0(t0<t≤T0/2)0(otherwise)---(21)]]>圖9表示加速度指令形狀A**(t)以及把其進行了1次積分的速度指令形狀V**(t)。這是與在上述實施方式1中示出的指令值生成的情況相比較，加速度指令形狀在加速與減速之間僅在時間(t0-2t0)設置了加速度為0的區間。以后與圖2相同，根據振動頻率ω以及加速(減速)時間t0，從上述公式(3)計算參數r。然后，把加速度指令形狀進行2次積分，進而，通過在該積分結果上乘以使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應的常數，得到位置指令X*(t)。
根據按照上述的順序生成的位置指令X*(t)，說明在機械4的定位動作中，不激勵停止時的振動，而且對于所希望的定位時間無延遲地進行動作的情況。為了不激勵振動，而且無延遲地結束定位動作，關于加速度指令形狀和躍動指令形狀，若上述公式(18)成立即可。由于定位時間是T0，因此上述公式(18)可用下述公式(22)表示。
數12∫02τ0cosω(T02-τ)j**(τ)dτ=0,a**(T0/2)-cosωT02a**(0)=0---(22)]]>以下，說明上述公式(21)滿足上述公式(22)的情況。
從上述公式(22)可知上述公式(21)滿足上述公式(22)的第2式。另外，從公式(21)，J**(t)成為下述公式(24)。如果利用這一點，則公式(22)的第1式的左邊可用下述公式(24)表示。
數13j**(t)=c(0≤t≤t0)0(t0<t<(1-r)t0)-c((1-r)t0≤t≤t0)0(t0<t≤T0/2)0(otherwise)---(23)]]>∫0τ02cosω(T02-τ)j**(τ)dτ=c∫0rt0cosω(T02-τ)dτ-c∫(1-r)t0t0cosω(T02-τ)dτ---(24)]]>另外，在上述公式(3)中，如果設置n＝[t0ω/(2π)](其中，[x]是表示不超過x的最大整數值的高斯符號)，N是整數，則可寫成(1-r)t0＝n×2π/ω。進而，上述公式(24)的右邊第2項如果進行變量變換t＝τ-(1-r)t0，則成為下述公式(25)的關系，公式(24)的右邊成為0。即可以知道，滿足公式(22)的第1式。由此，從圖8的流程圖得到的基于位置指令X*(t)的定位控制能夠不激勵振動，而且無延遲地結束定位動作。
數14c∫(1-r)t0t0cosω(T02-τ)dτ=c∫0rt0cosω(T02-t-(1-r)t0)dt=c∫0rt0cosω(T02-t-n2πω)dt]]>=c∫0rt0cos{ω(T02-t)-2πn}dt=c∫0rt0cosω(T02-t)dt---(25)]]>如以上所述，如果依據本實施方式2，則除去上述實施方式1的效果以外，還具有能夠獨立地設定定位時間、加速時間·減速時間的效果。
實施方式3圖10是表示本發明實施方式3的指令生成裝置的結構的框圖。本實施方式3的指令生成裝置1具備在上述實施方式1中表示的指令形狀計算單元5以及對應處理單元6，還具有存儲單元7。
在本實施方式3中，對于包括確定位置指令的n次導函數指令形狀參數的指令形狀信號，確立表示與參數的變化相對應的頻率成分的公式，該公式依照參數的變化預先計算成為0的頻率。在存儲單元7中，存儲使該參數與指令形狀信號的頻率成分為0的頻率以及定位時間相關聯的表數據。
在本實施方式3中，指令形狀計算單元5參照存儲在上述存儲單元7中的上述表數據，除去上述公式(1)、(2)的指令形狀以外，選擇以下所示的指令形狀。
其次說明動作。
圖11是表示由實施方式3的指令生成裝置的位置指令X*(t)的生成動作的流程圖。根據該流程，使用圖10說明詳細過程。另外，可知上述實施方式1中示出的圖2的流程圖是，圖2的步驟ST3置換為選擇后述的加速度指令形狀的步驟ST3a，圖2的步驟ST4置換為基于存儲在存儲單元7中的表1的數據計算參數r的步驟ST4a。
首先，對于指令生成裝置1，輸入機械4的定位動作中的所希望的定位時間2t0以及目標位置D(步驟ST1)。接著，在步驟ST2中，對于指令生成裝置1，輸入對于機械4預先求出機械4的振動頻率ω。
接著，指令形狀計算單元5決定從步驟ST3a到步驟ST4a位置指令X*(t)的指令形狀。首先，在步驟ST3a中，在本實施方式3的指令形狀計算單元5中，作為加速度指令形狀A**(t)，使用下述公式(26)。這里，r是比例參數，0≤r≤0.5。
數15A**(t)=sin(π2rt0t)(0≤t≤rt0)1(rt0<t<(1-r)t0)cos(π2rt0(t-(1-r)t0))((1-r)t0≤t≤t0)-sin(π2rt0(t-t0))(t0<t≤(1+r)t0)-1((1+r)t0<t<(2-r)t0)cos(π2rt0(t-(2-r)t0))((2-r)t0<t≤2t0)0(otherwise)---(26)]]>接著，指令形狀計算單元5使用所輸入的機械4的振動頻率ω以及t0，根據預先存儲在存儲單元7中的表數據，求解確定與位置指令的2次導函數常數倍相等的加速度指令形狀的參數即比例r(步驟ST4a)。
圖12表示存儲在存儲單元7中的表數據(以下，稱為表1)。指令形狀計算單元5在步驟ST4a中，計算t0/振動周期＝t0×ω/(2π)，根據圖12所示的表1決定參數r。而且，根據所決定的比例r，從上述公式(26)決定加速度指令形狀A**(t)。
進而，在步驟ST5中，對應處理單元6把指令形狀計算單元5決定了的加速度指令形狀進行2次積分，通過進行根據在該積分結果上乘以使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應的常數C(成為X*(2t0)＝D的常數)的上述公式(5)的處理，得到位置指令X*(t)。
說明根據按照上述順序生成的位置指令X*(t)，在機械4的定位動作中，在停止時不激勵振動，而且對于所希望的定位時間無延遲地進行動作的情況。
首先，在上述實施方式1中，雖然對找出滿足上述公式(16)、(17)、(18)中的某一個的指令形狀即可進行了說明，然而當是一般的指令形狀時，像上述實施方式1那樣解析地尋找滿足上述公式(16)、(17)、(18)的指令形狀是很困難的。
圖13表示上述實施方式1的S字形加減速指令的形狀，(a)表示定位時間是2t0時的從時間0到時間t0的躍動(加加速度)指令形狀，(b)表示在S字形加減速指令中，對于具有接近t0的值的t0’，定位時間是2t0’時的時間0到時間t0’的躍動(加加速度)指令形狀。從圖13以及上述公式(3)可知，在時間t0改變為t0’的情況下，不激勵振動的參數r與時間t0時的參數r相比較產生若干變化。這表示依照定位時間2t0的變化，能夠抑制振動的參數r也發生變化。
反過來講，表示對于所提供的定位時間2t0，通過改變參數r，能夠構成可以抑制振動的指令。該事實不僅對于在上述實施方式1中說明過的指令，而且對于一般形狀的指令也成立。即，指令形狀根據某個參數連續變化的指令通過使該參數連續地變化，成為對于某個定位時間，不激勵某個頻率振動的指令。
因此，如上所述、在難以解析地尋找滿足上述公式(16)、(17)、(18)的指令形狀的情況下，對于利用比例r那樣的參數，形狀連續變化的某些指令形狀，以依賴于該參數的形式，求解表示該指令形狀的頻率成分的公式。而且，對于某個頻率，通過求解表示其指令形狀的頻率成分的公式成為0那樣的上述參數，能夠決定指令形狀。
例如，在求解表示上述公式(26)的頻率成分的公式中，通過把上述公式(26)進行拉普拉斯變換，得到下述公式(27)。
數16A^**(s)=∫0∞A**(t)exp(-st)dt]]>=Bs2+B2+exp(-rt0s)(-ss2+B2+1s)+exp(-(1-r)t0s)(-1s-ss2+B2)]]>+exp(-(1+r)t0s)(-1s+ss2+B2)+exp(-(2-r)t0s)(1s-ss2+B2)---(27)]]>-exp(-2t0s)Bs2+B2]]>(B=π21rt0)]]>在上述公式(27)中，代入s＝jω(j是虛數單位)的部分成為表示上述公式(26)的頻率成分的公式。而且，對于把t0以振動頻率2π/ω標準化的值，數值地求出 為0的參數r的數據，是預先存儲在存儲裝置7中的圖12所示的表1。
指令形狀計算單元5如果根據該表1選擇參數r，則能夠得到抑制振動的加速度指令形狀。另外，表1的計算結果僅表示了計算結果的一部分，對于t0/振動頻率為大于等于3的情況也有解，也可以把它們預先詳細地存儲在存儲單元7中。另外，在圖12所示的表1中，對于0.05刻度的t0/振動頻率，表示了存儲參數r的例子，而對于更細致的數值，也可以極其細致地存儲對于這些數值的r。
其次使用數值例說明效果。
生成機械4的振動頻率是10Hz(ω＝2π×10＝31.4[rad/s])，目標位置D＝144，定位時間2t0＝0.24(s)時的位置指令。首先，表示不適用本發明的位置指令，而適用了位置指令的1次導函數即速度指令為三角形的位置指令以及使用了該指令時的數值例。另外，對于以下出現的數值例對于位置、速度、加速度，表示進行了無量綱化的量。
圖14是表示沒有適用本發明的位置指令，而適用了三角形的速度指令時的數值例的曲線圖，(a)表示適用了速度指令值為三角形的位置指令時的機械位置，(b)表示適用了三角形的速度指令時的機械速度。另外，(a)的曲線圖中用虛線表示的曲線是位置指令，實線是機械位置。另外，(b)的曲線圖中用虛線表示的是速度指令，實線是機械速度。
在沒有適用本發明的位置指令中，如從圖14(b)中的機械速度的波形所知，在定位時間0.24(s)以后發生很大的殘留振動，調整特性惡化。另外，從圖14(a)中的機械位置的波形也可以知道在定位時間0.24(s)以后發生振動。
接著，說明雖然使用了上述公式(26)的加速度指令形狀，但是比例r不遵從圖12的表1而決定了比例參數r時(r＝0.4)的結果。
圖15是表示根據上述公式(26)適用梯形的加速度指令，比例參數r＝0.4時的數值例的曲線圖，(a)表示位置指令與機械位置的關系，(b)表示速度指令與機械速度的關系。另外，(a)的曲線圖中用虛線表示的曲線是位置指令，實線是機械位置。另外，(b)的曲線圖中用虛線表示的曲線是速度指令，實線是機械速度。
從圖15(b)可知，通過采用上述公式(26)的加速度指令形狀，與圖14(b)的速度指令相比較成為平滑的速度指令，即使使用具有該形狀位置指令進行定位動作，在定位時間0.24(s)以后也發生殘留振動，調整特性惡化。由此可知僅使加速度指令形狀平滑，并不能夠充分地得到振動抑制效果。
其次，說明根據上述圖11所示的流程圖的順序求出了指令形狀時的結果。
圖16是表示用實施方式3的處理求出了指令形狀時的數值例的曲線圖，(a)表示位置指令與機械位置的關系，(b)表示速度指令與機械速度的關系。另外，(a)的曲線中用虛線表示的曲線是位置指令，實線是機械位置。另外，(b)的曲線中用虛線表示的曲線是速度指令，實線是機械速度。
圖16的例子是根據圖11所示的順序，從圖12所示的表1決定比例r＝0.23，具有使用該參數r，利用上述公式(26)求出的加速度指令形狀的位置指令。從圖16(a)、(b)所示的波形確認到在定位時間0.24(s)到達目標位置，而且在0.24(s)以后完全不發生殘留振動。由此可知，用本實施方式的指令形狀能夠對于定位時間無延遲地進行定位動作。
圖17表示用實施方式3的處理求出的加速度指令形狀A**(t)。用上述公式(26)表示圖17所示的加速度指令形狀的曲線是稱為變形梯形曲線的曲線。該變形梯形曲線中，由于加速度指令形狀是連續的，因此具有緩和機械振動時的沖擊的效果。在本實施方式中，除去該效果以外還可以得到抑制振動的效果。
如上所述，如果依據本實施方式3，則由于對于包含特定位置指令的形狀的參數的指令形狀信號，確定表示與該參數的變化相對應的頻率成分的公式，該公式根據參數的變化預先計算成為0的頻率，具備存儲使該參數與指令形狀信號的頻率成分為0的頻率以及定位時間相關聯的表數據的存儲單元7，由于指令形狀計算單元5使用存儲在存儲單元7中的表數據決定指令形狀，因此指令形狀計算單元5不進行復雜的計算就可以得到抑制振動的位置指令。
另外，在上述實施方式3中，表示了作為指令形狀信號使用與位置指令的2次導函數即加速度指令的常數倍相等的加速度指令形狀信號的例子，而對于與位置指令的n次導函數常數倍相等的n次導函數指令形狀信號使用相同的方法，也能夠得到同樣的效果。
進而，由于加速度指令形狀連續，而且加速度指令形狀的上下變動不劇烈，因此沒有包括多少高頻信號。從而，本實施方式3的指令生成裝置也能夠適用在響應性不太高的傳動器和傳動器驅動裝置中。另外，具有對于所希望的定位時間2t0無延遲地完成機械端位置的定位動作這樣的效果。
進而，預先計算按照振動的周期把t0標準化的值與抑制振動的參數r的關系，在指令生成裝置1中可以設置存儲把它們相關聯的如圖12所示的表數據的存儲單元7。在生成指令時，從所輸入的t0、ω，可以僅根據存儲單元7求出參數r，不進行復雜的運算就能夠生成位置指令。這一點在剛剛結束了一個定位控制以后，提供其它的定位時間、其它的目標位置進行定位控制那樣，在指令生成處理中不能花費過多時間的情況下特別有效。根據以上所述，本實施方式3的指令生成裝置即使不使用高價的處理器等也能夠實現。
實施方式4該實施方式4的指令形成裝置基本上與上述實施方式3的結構相同，然而在指令形狀計算單元對于比機械的振動周期短的時刻t0求解能夠抑制該振動的加速度指令形狀這一點不同。
圖18表示實施方式4的從時間0到時間t0的加速度指令形狀a**(t)，表示對于時間t0比機械的振動周期短的情況，從能夠抑制該振動的時間0到時間t0的加速度指令形狀a**(t)。上述公式(17)的左邊由于也像下述公式(28)那樣相乘，因此使公式(17)為0與使下述公式(28)為0等價。如圖18所示，為了滿足上述公式，從時間0到時間t0，判斷適合a**(t)大范圍地減少的形狀。
數17∫0t0sinω(t0-τ)a*(τ)dτ=∫0t0sinω(τ)a*(t0-τ)dτ---(28)]]>因此，在實施方式4中，作為這種加速度指令形狀A**(t)的候補，考慮下述公式(29)。這里，r作為參數，通過變更r而變更形狀。
數18A**(t)=cos(π2rt0t)(0≤t≤t0)-cos(π2rt0(2t0-t))(t0≤t≤2t0)0(oherwise)---(29)]]>如果把用上述公式(29)表示的包括參數r的加速度指令形狀A**(t)進行拉普拉斯變換，則得到下述公式(30)。這里， 為0的ω表現為下述公式(31)。由此，在提供了機械的振動頻率ω、所希望的移動時間2t0的情況下，通過用下述公式(32)表示參數r，能夠決定參數r。
數19A^**(s)=ss2+B2(1-2cosBt0exp(-t0s)+exp(-2t0s))---(30)]]>B=πr2t0]]>ω=(±r2+2m)π×1t0]]>(m≥1的整數) …(31)r=±2(ωt0π-2m)---(32)]]>另外，在上述公式(32)中，在m以及±的選擇方面具有自由度。
圖19表示存儲在實施方式4的指令生成裝置的存儲單元中的表數據(以下，稱為表2)。在表2中保存，在上述公式(32)中，為了r盡可能減小而選擇m以及±，對于以振動周期把t0標準化了的值(用振動周期除t0的值)，計算的r的值。
本實施方式4的指令形狀計算單元5當提供了機械4的振動頻率ω以及定位時間2t0時，計算t0/振動周期＝t0×ω/(2π)，決定保存在存儲單元7中的圖19所示的表2的數據，或者根據上述公式(32)決定參數r。而且，根據該r從上述公式(29)決定加速度指令形狀。根據這樣的順序，如果計算加速度指令形狀A**(t)就可得到不激勵振動的指令。
另外，在使用以上述公式(29)表示的加速度指令形狀的情況下，可以按照把在上述實施方式3中所示的圖11的流程圖中的步驟ST3a置換為「把加速度指令形狀A**(t)作為上述公式(29)」的處理，把步驟ST4a置換為「根據ω、t0，從表2計算r」處理的流程圖進行動作。
圖20表示在實施方式4的處理中生成的加速度指令形狀的一個例子，是用上述公式(29)表示的加速度指令形狀。如圖所示，在用上述公式(29)表示的加速度指令形狀A**(t)中，加速時間中(從時間0到t0的時間)的加速度指令平滑，而且加速度指令沒有過大地變動。
如上所述，如果依據該實施方式4，將與位置指令的2次導函數的常數倍相等的用參數r特定的加速度指令值模式在時間上連續變化的加速度指令形狀信號A**(t)在作為上述公式(29)的關系的當時間t大于0小于等于t0時，表示為cos((π×r×t)/2t0)，當時間t大于t0小于等于2t0時，表示為-cos(π×r×(2t0-t))/2t0)，在其它時間表示為0，定義表示依賴于上述參數r的加速度指令形狀信號的頻率成分的上述公式(31)，根據參數r的值，預先計算加速度指令形狀信號的頻率成分為0的頻率，使參數r的值、加速度指令形狀信號的頻率成分為0的頻率以及定位時間相關聯預先存儲在存儲單元7中，指令形狀計算單元5從存儲單元7讀出與在機械4中發生的振動頻率ω下與加速度指令形狀信號的頻率成分為0的頻率相對應的參數r的值，使用該參數，能夠計算對于比機械4的振動周期短的時間t0的定位時間2t0內的成為可抑制振動的位置指令。另外，由于加速時間中(0≤t≤t0)的加速度指令平滑而且沒有過大的變動，因此在加速度指令中沒有大量包括高頻成分。由此，具有在上述實施方式1中說明過的難以激勵以高頻成分為起因的振動。
另外，在用上述公式(29)表示的加速度指令形狀中，能夠對于所希望的定位時間2t0無延遲地結束機械端位置的定位動作。進而，為了得到該位置指令，不必包括反復計算等復雜的計算。由此，本實施方式4的指令生成裝置即使不使用高價的處理器等也能夠實現。
另外，除去上述實施方式所示指令形狀以外，作為根據某個參數指令形狀連續變化的指令當然也能夠考慮各種形狀。例如，具有參數，也可以把根據該參數，形狀連續變化的凸輪曲線、樣條曲線適用為指令形狀。
另外，在上述實施方式3、4中，使用位置指令的2次導函數即加速度指令形狀進行了說明，而對于除此以外的位置指令的n次導函數指令形狀也能夠適用同樣的考慮方法，計算形狀，生成位置指令。
進而，作為在本發明中得到的位置指令，由于在上述實施方式1到3中所示的形狀是預先已知的，因此不能夠得到在從時間0到定位時間的時間中，位置指令一旦超越了目標位置，然后返回到目標位置這樣的定位動作中不適宜的位置指令。
實施方式5根據驅動對象的機械，需要對多個目標位置在與其相對應的定位時間內進行定位控制。例如與此相當的是，在某個機械中，在定位時間t01內按照目標位置D1進行了定位動作以后，在定位時間t02內按照目標位置D2進行定位動作等。對于這樣的機械，可以針對每一個定位時間使用在振動抑制中適宜的參數進行定位。進而，也可以在每一個移動時間變更指令形狀自身組合使用。
例如，當t0＜(2π)/ω時，加速度指令形狀適用由上述公式(29)表示的指令形狀，當t0≥(2π)/ω時適用加速度指令形狀為梯形即由上述公式(1)、(2)表示的指令形狀。
即，本實施方式5的指令形狀計算單元5例如在存儲單元7中預先保存在上述實施方式中表示的與指令形狀有關的信息，實施依照定位時間讀出適當的指令形狀，并求解指令形狀的所謂針對每個定位時間的指令形狀的分別使用。由此，對于任意提供的移動時間能夠得到不激勵振動的指令形狀。另外，除去在這里說明過的組合以外，當然也能夠在多種組合中適用。
實施方式6該實施方式6基本上與上述實施方式1或者上述實施方式3的結構相同，而除去機械的振動頻率或者定位時間、目標位置以外，還考慮機械振動中的阻尼來求解位置指令。
其次說明動作。
圖21是表示實施方式6的指令生成裝置的位置指令的計算處理的流程圖，表示出一般在振動的阻尼大的情況下，對于充分小的情況下，得到抑制振動的位置指令X*(t)的順序的一個例子。
首先，對于實施方式6的指令生成裝置1，輸入機械4的定位動作中所希望的定位時間2t0以及目標位置D(步驟ST1b)。接著，對于指令生成裝置1，輸入對于機械4預先求出的機械4的振動頻率ω以及該振動的阻尼ζ(步驟ST2b)。阻尼ζ能夠從殘留振動的振幅的2個以上的極大值計算。
接著，實施方式6的指令生成裝置1的指令形狀計算單元5選擇作為指令形狀使用哪種形狀(步驟ST3b)。例如，使用上述實施方式1到實施方式3中所示的指令形狀的決定處理，選擇適用上述公式(1)、上述公式(26)、上述公式(29)的哪一個。另外，作為選擇規律的一個例子，如上述實施方式5中所示，可以進行對于機械的振動周期2π/ω，當t0＜2π/ω時，加速度指令形狀適用由上述公式(29)表示的指令形狀、當t0≥2π/ω時，躍動指令形狀適用由上述公式(1)表示的指令形狀這樣的處理。
接著，在步驟ST4b中，指令形狀計算單元5從ω以及t0，計算t0×ω/(2π)，根據該值，從上述公式(3)或者上述公式(32)等的計算式，或者保存在存儲單元7中的表1或表2所示的表中，決定參數r。然后，從參數r計算位置指令的n次導函數指令形狀X**(n)(t)。
如果結束至上述步驟的處理，則指令形狀計算單元5判定機械振動的阻尼ζ是否充分小(步驟ST5b)。例如，根據阻尼ζ的值是否幾乎為0進行判定。這時，如果振動的阻尼ζ充分小，則轉移到步驟ST6b的處理，由對應處理單元6，例如把由上述公式(5)表示的位置指令的n次導函數指令形狀X**(n)(t)進行n次積分，通過在該積分結果上乘以使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應的常數，得到位置指令X*(t)。
另一方面，當判定位振動的阻尼ζ不是充分小時，則移到步驟ST7b的處理，指令形狀計算單元5把位置指令的n次導函數指令形狀X**(n)(t)進行(n-1)次積分，計算第1速度指令形狀的V**(t)。而且，指令形狀計算單元5通過在第1速度指令形狀的V**(t)乘以下述公式(33)，計算第2速度指令形狀V**(t)(步驟ST8b)。然后，在步驟ST9b中，對應處理單元6把與位置指令的1次導函數即速度指令的常數倍相等的速度指令形狀V**(t)進行1次積分，根據在該積分結果上乘以使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應的常數的即由下述公式(34)得到位置指令X*(t)。
數20exp(-ζω1-ζ2t)---(33)]]>X*(t)=D∫02t0V**(τ)dτ×∫0tV**(τ)dτ---(34)]]>說明根據按照上述的順序生成的位置指令X*(t)，能夠抑制阻尼的某種振動的情況。
從根據機械的振動頻率ω和阻尼ζ決定的位置指令X*(t)向機械端位置X(t)的表達式是下述公式(35)。同樣，從速度指令V*(t)對于機械端速度V(t)也同樣成立下述公式(36)那樣的關系。使用傳遞函數ω02/(s2+2ζω0s+ω02)的脈沖響應即下述公式(37)把該關系改寫到時域，如果記述定位時間以后的響應即t≥2t0的響應，則得到下述公式(38)。這里，如果把V*(t)設為下述公式(39)那樣，則機械端速度V(t)用下述公式(40)表示。
數21X^(s)=ω02s2+2ζω0s+ω02X^*(s),ω0=ω1-ζ2---(35)]]>V^(s)=ω02s2+2ζω0s+ω02V^*(s)---(36)]]>ω021-ζ2exp(-ζω0t)sin(ωt)---(37)]]>V(t)=ω021-ζ2∫02t0exp(-ζω0(t-τ))sinω(t-τ)V*(τ)dτ---(38)]]>=ω021-ζ2exp(-ζω0t)∫02t0sinω(t-τ)V*(τ)exp(ζω0τ)dτ]]>V‾*(t)=V*(t)×exp(ζω0t)---(39)]]>V(t)=ω02(1-ζ2)exp(-ζω0t)∫02t0sinω(t-τ)V‾*(τ)dτ---(40)]]>另外，如在上述實施方式1敘述的那樣，不僅是速度指令V*(t)，對于與速度指令只相差常數倍的速度指令形狀V**(t)也成立同樣的關系。在上述公式(40)中，為了使定位時間2t0以后的時間t(≥2t0)的響應V(t)＝0成立，對于假定了在振動頻率ω下沒有阻尼的情況，首先求出抑制頻率ω的振動的速度指令形狀或者加速度指令形狀、躍動指令形狀等的位置指令的n次導函數指令形狀X**(n)(t)，然后，通過進行(n-1)次積分，計算第1速度指令形狀V**(t)。
由下述公式(41)，從這樣得到的速度指令形狀V**(t)，計算速度指令形狀V**(t)。然后，為了使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應，進而把速度指令形狀V**(t)積分，通過在該積分結果乘以使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應的常數，得到位置指令X*(t)。即，根據下述公式(42)得到位置指令X*(t)。
數22V**(t)＝exp(-ζω0t)×V**(t)…(41)X*(t)=D∫02t0V**(τ)dτ×∫0tV**(τ)dτ---(42)]]>另外，當使f(t)＝exp(-ζω0)時，在區間
中，也可以在第1速度指令的V**(t)乘以能夠近似f(t)的函數，計算出速度指令形狀V**(t)。
進而，把正的常數g作為接近ζ、ω0的值，也可以使f(t)＝exp(-g×t)，乘入到第1速度指令V**(t)上，計算速度指令形狀V**(t)。
其次使用數值例進行說明。
生成機械4的振動頻率是10Hz(ω＝2π×10＝31.4[rad/s])，機械的阻尼ζ＝0.1，目標位置D＝15.0，定位時間2t0＝0.18[s]時的位置指令。首先，表示不適用本實施方式，而當適用了速度指令為三角形的速度指令時的數值例。圖22是表示沒有適用本實施方式的位置指令，而適用速度指令為三角形的位置指令時的數值例的曲線圖，(a)是表示位置的曲線圖。(b)是(a)的放大圖。(c)是表示速度的曲線圖。另外，曲線圖(a)、(b)中的實線表示機械位置，虛線表示位置指令。曲線圖(c)中的實線表示機械速度，虛線表示位置指令的1次導函數即速度指令。在速度指令為三角形的位置指令中，如從圖22的(b)、(c)所知，確認在定位時間0.18s以后發生很大的殘留振動。
接著，表示適用了本實施方式的位置指令時的數值例。
圖23是表示適用了實施方式6的位置指令時的數值例的曲線圖，(a)是表示位置的曲線圖。(b)是(a)的放大圖。(c)是表示速度的曲線圖。另外，曲線圖(a)、(b)中的實線表示機械位置，虛線表示位置指令。曲線圖(c)中的實線表示機械速度，虛線表示作為位置指令的1次導函數即速度指令。在使用了本實施方式的位置指令中，如從圖23的(b)、(c)所知，確認在定位時間0.18s以后沒有發生殘留振動。
如上所述，如果依據該實施方式6，則由于指令形狀計算單元5為了使根據在機械4中發生的振動頻率ω決定的傳遞函數的脈沖響應與位置指令的1次導函數即速度指令在定位時間以后的卷積運算值為0，計算與加速度指令的常數倍相等的加速度指令形狀信號，通過把加速度指令形狀信號進行1次積分計算第1速度指令形狀信號，通過在第1速度指令形狀信號上乘以使用振動的阻尼ζ以及時間t，從exp(-(ζ×ω×t)/(1-ζ2)1/2)決定的函數，計算與作為位置指令的1次導函數的常數倍相等的速度指令形狀信號，因此，能夠考慮機械4的振動阻尼生成位置指令，即使對于具有阻尼比較大的振動的機械，也能夠得到抑制振動的指令。
實施方式7在上述實施方式1到6中，表示生成從某個位置向其它的目標位置移動的位置指令的例子，而本實施方式7使用同樣的考慮，生成以從某個速度過渡到其它速度的動作為目的的速度指令或者以從某個加速度過渡到其它加速度的動作為目的的加速度指令。
圖24是表示適用了本發明實施方式7的指令生成裝置的機械驅動控制系統的結構例的框圖。在指令生成裝置1中，在生成速度指令V*(t)方面，為了使從機械4的振動頻率ω和機械4的阻尼ζ決定傳遞函數的脈沖響應與速度指令V*(t)的1次導函數即加速度指令A*(t)在定位時間以后的卷積運算值為0，計算與速度指令V*(t)的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號。對應處理單元6把由指令形狀計算單元5從速度指令V*(t)計算出的n次導函數指令形狀進行n次積分，通過在該積分結果上乘以常數，使速度過渡結束時間內的速度指令值與目標速度V2相對應。
其次說明動作。
圖25是表示由實施方式7的指令生成裝置的指令生成動作的流程圖，按照該圖，詳細地說明從某個速度過渡到其它速度的動作。
首先，對于指令生成裝置1，輸入驅動對象的機械4達到所希望速度的時間(速度過渡結束時間)2t0、目標速度V2以及當前的機械4的速度V1(步驟ST1c)。接著，在步驟ST2c中，對于指令生成裝置1，輸入對于機械4預先求出的機械4的振動頻率ω。
接著，實施方式7的指令生成裝置1的指令形狀計算單元5選擇包括確定連續的形狀變化的參數的速度指令形狀V**(t)(步驟ST3c)。具體地講，作為包括確定指令形狀的參數r，如果對于作為速度指令的3次導函數(加加加速度指令)僅去除整數倍則成為相同的加加加速度指令形狀K**(t)＝k**(t)+k**(2t0-t)，使用下述公式(43)。
數23k**(t)=c(0≤t≤r×t0)0(r×t0<t<(1-r)×t0)-c((1-r)×t0≤t≤t0)---(43)]]>或者，作為包括確定上述指令形狀的參數r，與作為速度指令的2次導函數的整數倍相等的加加速度指令形狀J**(t)，使用下述公式(44)。
數24A**(t)=sin(π2rt0t)(0≤t≤rt0)1(rt0<t<(1-r)t0)cos(π2rt0(t-(1-r)t0))((1-r)t0≤t≤t0)-sin(π2rt0(t-t0))(t0<t≤(1+r)t0)-1((1+r)t0<t<(2-r)t0)cos(π2rt0(t-(2-r)t0))((2-r)t0<t≤2t0)0(otherwise)---(44)]]>進而，作為包括參數r的其它的躍動指令J**(t)，使用下述公式(45)。
數25J**(t)=cos(π2rt0t)(0≤t≤t0)-cos(π2rt0(2t0-t))(t0≤t≤2t0)0(oherwise)---(45)]]>然后，指令形狀計算單元5基于所輸入的機械4的振動頻率ω以及時間t0，計算參數r(步驟ST4c)。具體地講，在作為指令形狀使用上述公式(43)的情況下，根據上述公式(3)決定參數r，另外，在使用上述公式(44)的情況下，根據保存在存儲單元7中的圖12所示的表1決定參數r，進而，在使用上述公式(44)的情況下，根據保存在存儲單元7中的圖19所示的表2決定參數r。這里，在決定作為速度指令的n次導函數指令形狀信號方面，在使用了上述公式(43)時是n＝3，在使用了上述公式(44)時是n＝2，在使用了上述公式(45)時是n＝2。
在步驟ST5c中，對應處理單元6把在上述步驟中得到的速度指令的n次導函數指令形狀信號進行n次積分，進而，通過在該積分結果上乘以速度過渡結束時間內的速度指令值與目標速度V2相對應的常數(成為V*(2t0)＝V2的常數)，得到速度指令V*(t)。例如，在指令形狀是躍動指令形狀的情況下，使用下述公式(46)，在是加加加速度指令形狀的情況下，使用下述公式(47)進行處理。上述公式(46)、(47)是作為速度指令的n次導函數指令形狀信號，分別是速度指令的2次導函數形狀信號的躍動指令形狀，作為速度指令的3次導函數指令形狀信號的加加加速度指令形狀的情況的說明，而對于其它的速度指令的n次導函數指令形狀信號也幾乎是相同的處理。
數26V*(t)=V2-V1∫02t0∫0v1J*(τ)dτdτ1×∫0t∫0τ1J*(τ)dτdτ1+V1---(46)]]>V*(t)=V2-V1∫02t0∫0τ2∫0τ1K*(τ)dτdτ1dτ2×∫0t∫0τ2∫0τ1K*(τ)dτdτ1dτ2+V1---(47)]]>
根據由上述的順序生成的速度指令V*(t)，在機械4的定位動作中，能夠不激勵振動，從某個速度V1過渡到其它的速度V2。以下詳細地進行說明。
首先，考慮在時刻0到時刻2t0的期間，不激勵機械4的振動，從當前的速度V1過渡到目標速度V2的速度指令。另外，與位置、速度相同，在把加速度指令A*(t)進行了拉普拉斯變換的 與把機械端加速度A(t)進行了拉普拉斯變換的 之間，成立下述公式(48)。如果把其改寫到時域中，則成為下述公式(49)。以下，把速度指令的1次導函數即加速度指令形狀A*(t)表示為下述公式(50)，對于時刻t0考慮對稱的形狀。其中，設a*(t)存在下述公式(51)的關系。
數27A^(s)=ω2s2+ω2A^*(s)---(48)]]>A(t)=∫0tsinω(t-τ)A(τ)dτ---(49)]]>A*(t)＝a*(t)+a*(2t0-t) …(50)a*(t)=0(0≤t≤t0)=0(otherwise)---(51)]]>這時，作為速度指令的2次導函數的躍動(加加速度)指令J*(t)以及作為速度指令的3次導函數的加加加速度指令K*(t)分別存在下述公式(52)以及下述公式(53)的關系。
J*(t)＝j*(t)-j*(2t0-t) …(52)K*(t)＝k*(t)+k*(2t0-t) …(53)其中，J*(t)＝da*(t)/dt，k*(t)＝dj*(t)/dt。
這里，如果在t≥2t0以后A(t)＝0成立，則表現為機械4沒有振動、持續某種速度。因此，如果把上述公式(50)、上述公式(52)、上述公式(53)代入到上述公式(49)，則得到下述公式(54)。
數28A(t)=∫02t0sinω(t-τ){a*(τ)+a*(2t0-τ)}dτ]]>=∫0t0sinω(t-τ)a*(τ)dτ+∫t02t0sinω(t-τ)a*(t-2t0+τ)dτ]]>=2sinω(t-t0)∫0t0cosω(t0-τ)a*(τ)dτ]]>=2ωsinω(t-t0)∫0t0sinω(t0-τ)j*(τ)dτ]]>=2ω2sinω(t-t0){(j*(t0)-cosωt0j*(0))-∫0t0cosω(t0-τ)k*(τ)dτ}---(54)]]>在時刻t≥2t0以后，為了使A(t)＝0成立，根據上述公式(54)，可以構成下述公式(55)、(56)、(57)中的至少一個成立的加速度指令形狀a*(t)、躍動指令j*(t)、加加加速度指令k*(t)。作為該構成的方法，可以按照與從某個位置對于目標位置進行了定位動作時，構成了速度指令、加速度指令、躍動指令時相同的順序進行。
數29∫0t0cosω(t0-τ)a*(τ)dτ=0---(55)]]>∫0t0sinω(t0-τ)j*(τ)dτ=0---(56)]]>∫0t0cosω(t0-τ)k*(τ)dτ=0,j*(t0)-cosωt0j*(0)=0---(57)]]>上述公式(55)、(56)、(57)與在上述實施方式1中表示的上述公式(13)、(14)、(15)相當。進而，對于與A*(t)、J*(t)、K*(t)分別僅相差常數倍的加速度指令形狀A**(t)、躍動指令形狀J**(t)、加加加速度指令形狀K**(t)也成立同樣的關系，這一點是很明確的。
進而，對于某個常數k，定義a**(t)＝k×a*(t)、j**(t)＝k×j*(t)、k**(t)＝k×k*(t)，在使加速度指令形狀A**(t)＝a**(t)+a**(2t0-t)、躍動指令形狀J**(t)＝j**(t)-j**(2t0-t)、加加加速度指令形狀K**(t)＝k**(t)+k**(2t0-t)時，下述公式(58)、(59)、(60)的關系成立。
數30∫0t0cosω(t0-τ)a**(τ)dτ=0---(58)]]>∫0t0sinω(t0-τ)j**(τ)dτ=0---(59)]]>∫0t0cosω(t0-τ)k**(τ)dτ=0,j**(t0)-cosωt0j**(0)=0---(60)]]>由此，如在上述實施方式1、2、3中得到不激勵振動的位置指令的n次導函數指令形狀那樣，能夠得到與速度指令的n次導函數常數倍相等的指令形狀。作為具體形狀的例子，可以舉出上述公式(43)、(44)、(45)。進而，通過把該指令形狀進行n次積分，在該積分結果上乘以使速度過渡結束時間內的速度指令值與目標速度相對應的常數的處理，即，通過進行如上述公式(46)、(47)的處理，可以得到速度指令V*(t)。
圖26、圖27表示在上述實施方式中得到的使從速度0過渡到某個速度的速度指令的例子。圖26是與速度指令的3次導函數即加加加速度指令形狀的常數倍相等的加加加速度指令形狀K**(t)＝k**(t)+k**(2t0-t)的k**(t)為上述公式(43)的情況，(a)表示速度指令，(b)表示速度指令的1次導函數即加速度指令。圖27是與速度指令的2次導函數即躍動(加加速度)指令的常數倍相等的躍動(加加速度)指令形狀為上述公式(45)時的(a)表示速度指令，(b)表示速度指令的1次導函數即加速度指令。根據圖26(b)、圖27(b)，速度指令的1次導函數即加速度指令在加速時間中是連續的，不是伴隨上升以后在0附近下降，然后再次上升這樣急劇變化的信號。由此，在這種加速度信號中沒有包括多少高頻成分。
另外，與得到了位置指令時相同，即使是除此以外的指令形狀，不激勵振動而使得從某個速度過渡到其它速度的速度指令當然也存在多種形狀。另外，在上述實施方式中，以振動中沒有阻尼ζ的情況為例進行了說明，而一般即使對于具有ζ的振動，也能夠像上述實施方式6所示的那樣進行擴展。
如上所述，如果依據本實施方式7，則由于指令形狀計算單元5為了使在速度過渡結束時間內使機械4過渡到目標速度的速度指令的1次導函數即加速度指令與由機械4的振動頻率ω決定的傳遞函數的脈沖響應在速度過渡結束時間以后的卷積運算值為0，計算與速度指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號，對應處理單元6把由指令形狀計算單元5從速度指令計算出的n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果乘以用于使速度過渡結束時間內的速度指令值與目標速度相對應的常數，計算速度指令，因此在機械4的速度過渡動作中，不激勵機械4的振動，能夠使速度過渡到目標速度。
另外，本實施方式中，通過與在實施方式1、2、3中得到了位置指令時幾乎相同的方法得到速度指令。由此，同樣具有在本實施方式1、2、3中得到的效果。即，在本實施方式中得到的速度指令由于沒有包括多少高頻成分，因此具有防止激勵由傳動器3、傳動器驅動裝置2的跟蹤性(響應性)不足產生的振動的效果。另外，具有能夠防止激勵高次振動模式的效果。另外，在上述公式(54)中，在所希望的速度過渡結束時間t＝2t0中，由于A(2t0)＝0成立，因此能夠對于所希望的速度過渡結束時間無延遲地結束速度過渡。
另外，在上述實施方式7中，說明了使得從某個速度過渡到某個目標速度的方法，而用同樣的考慮方法，還能夠生成以使得從某個加速度過渡到目標加速度為目的的加速度指令。
即，如圖28所示，指令形狀計算單元5為了使在加速度過渡結束時間使機械4過渡到目標加速度的加速度指令的1次導函數即躍動指令與從機械4的振動頻率決定的傳遞函數的脈沖響應在加速度過渡結束時間以后的卷積運算值為0，計算與加速度指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號，對應處理單元6把由指令形狀計算單元5從加速度指令計算出的n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以常數，計算在加速度過渡結束時間內目標加速度的過渡結束的加速度指令形狀A*(t)。由此，在機械4的加速度過渡動作控制中，能夠得到不激勵機械4的振動的加速度指令。另外，由于躍動指令是連續而且平滑的指令，因此即使是跟蹤性不高的傳動器3或者傳動器驅動控制裝置2也能夠適用，而且可以得到難以激勵高頻振動的效果。
例如，當加速度過渡結束時間是2t0，機械的振動頻率是ω時，對于加速度指令的1次導函數即加加速度指令成為J*(t)＝j*(t)+j*(2t0-t)，與加速度指令的3次導函數即加加加加速度指令的整數倍相等的加加加加速度指令形狀L**(t)＝l**(t)-l**(2t0-t)，設l**(t)成為下述公式(61)。或者，具有與加速度指令的2次導函數即加加加速度指令的常數倍相等的參數r的加加加速度指令形狀K**(t)成為下述公式(62)，從表1那樣的使參數r與機械的振動頻率ω相關聯的部分，決定參數r，決定形狀。或者，使加加加速度指令形狀K**(t)成為下述公式(63)，從參數2和表2那樣的使參數r與機械4的振動頻率ω相關聯的部分，決定參數r，指令形狀。
數31l**(t)=c(0≤t≤t0-tA)0(t0-tA<t<tA)-c(tA≤t≤t0)]]>其中，tA＝(2π/ω)[(t0×ω)/(2π)] …(61)K**(t)=sin(π2rt0t)(0≤t≤rt0)1(rt0<t<(1-r)t0)cos(π2rt0(t-(1-r)t0))((1-r)t0≤t≤t0)-sin(π2rt0(t-t0))(t0<t≤(1+r)t0)-1((1+r)t0<t<(2-r)t0)cos(π2rt0(t-(2-r)t0))((2-r)t0<t≤2t0)0(otherwise)---(62)]]>
K**(t)=cos(π2rt0t)(0≤t≤t0)-cos(π2rt0(2t0-t))(t0≤t≤2t0)0(oherwise)---(63)]]>另外，如在以上說明的那樣，本實施方式7中，根據與實施方式1、2、3中得到位置指令時幾乎相同的方法得到加速度指令。因此，同樣具有在本實施方式1、2、3中得到的效果。即，在本實施方式中得到的加速度指令由于沒有包括多少高頻成分，因此具有能夠防止因傳動器3、傳動器驅動裝置2的跟蹤性(響應性)不足產生的激勵振動的效果。另外，具有能夠防止激勵高次振動模式的效果。
實施方式8在傳動器中大多存在能夠發生的最大速度，或者，在機械中大多存在可以動作的最大速度。在這樣的條件下進行定位動作時，需要構成采取最大速度而且不激勵振動的位置指令X*(t)。
因此，在該實施方式8中，應用在上述實施方式7中說明過的使機械4從某個速度向其它的速度過渡的速度指令，構成考慮了最大速度的位置指令。圖29是表示適用了本發明實施方式8的指令生成裝置的機械的驅動控制系統的結構的框圖。指令生成裝置1根據速度過渡結束時間2t0、目標位置D、指令的限制速度Vmax、機械4的振動頻率ω、振動的阻尼ζ，由速度過渡指令計算單元8以及對應處理單元6，計算位置指令X*(t)。
其次說明動作。
圖30是表示實施方式8的指令生成裝置的指令生成動作的流程圖，按照該圖詳細地說明位置指令的構成順序。
首先，對于指令生成裝置1，輸入目標位置D、驅動對象的機械4的移動中的限制速度Vmax以及速度過渡結束時間(加速時間或者減速時間)2t0(步驟ST1d)。接著，在步驟ST2d中，對于指令生成裝置1，輸入對于機械4預先求出的機械4的振動頻率ω。
然后，實施方式8的指令生成裝置1的速度過渡指令計算單元8根據輸入的機械4的振動頻率ω，計算在速度過渡結束時間2t0內，從速度0向速度Vmax過渡的速度過渡指令 (步驟ST3d)。例如，如在上述實施方式7中所示的那樣，使用發生從某個速度向其它速度過渡的速度指令的方法，計算第1個速度過渡指令 接著，速度過渡指令計算單元8與步驟ST3d的處理相同，根據所輸入的機械4的振動頻率ω，計算在減速時間2t0內，從速度Vmax向速度0過渡的第2速度過渡指令 (步驟ST4d)。
接著，對應處理單元6計算下述公式(64)(步驟ST5d)，判定E是否大于等于0(步驟ST6d)。由此，用第1速度過渡指令 以及第2速度過渡指令 的各速度指令值把在加速時間以及減速時間中機械4移動的移動量E與目標位置D進行比較。
數32E=D-∫02t0V~1*(t)dt-∫02t0V~2*(t)dt---(64)]]>如果在步驟ST6d中E≥0，則對應處理單元6判別為移動量E沒有到達目標位置D，轉移到步驟ST7d的處理，計算t1＝E/Vmax。而且，對應處理單元6從下述公式(65)求位置指令X*(t)的1次導函數即速度指令V*(t)(步驟ST8d)。由此，在第1速度過渡指令 與第2速度過渡指令 之間插入最高速度Vmax。進而，在步驟ST9d中，對應處理單元6通過把在步驟ST8d中得到的速度指令V*(t)進行1次積分，得到位置指令X*(t)。
數33V*(t)=V~t*(t)(0≤t≤2t0)Vmax(2t0<t<2t0+t1)V~2*(t-2t0)(2t0+t1≤t≤4t0+t1)0(otherwise)---(65)]]>另一方面，在步驟ST6d中，在E＜0的情況下、對應處理單元6判定為E超過了目標位置D，轉移到步驟ST10d的處理。在步驟ST10d中，對應處理單元6從下述公式(66)求速度指令形狀V**(t)。
數34V**(t)=V~1*(t)(0≤t≤2t0)V~2*(t-2t0)(2t0≤t≤4t0)0(otherwise)---(66)]]>然后，在步驟ST11d中，對應處理單元把在步驟ST10d中得到的速度指令形狀進行1次積分，進而，在該積分結果上乘以使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應的常數。即，根據下述公式(67)計算位置指令X*(t)。
數35X*(t)=D∫04t0V**(t)dt×∫0tV**(t)dt---(67)]]>說明根據上述的順序，能夠得到考慮了最大速度的位置指令X*(t)的理由。
首先，在E≥0的情況下，如果構成按照第1速度過渡指令 加速，在加速結束以后，為了達到目標位置D對插入的一定速度的速度指令Vmax僅提供時間t1，然后，按照第2速度過渡指令 減速的速度指令，則通過把該速度指令進行1次積分，可以得到移動量成為D的位置指令。由此，在這里得到的上述公式(65)的速度指令當然不超過Vmax。
另一方面，在E＜0的情況下，按照第1速度過渡指令 加速，在加速剛剛完成以后，即使按照第2速度過渡指令 減速進行定位動作，也超過目標位置D進行定位。因此，使速度指令形狀成為上述公式(66)，如上述公式(67)那樣把速度指令形狀進行1次積分，通過在該積分結果上乘以使定位時間2t0內的位置指令值與目標位置D相對應的常數，能夠得到位置指令。
另外，這時的位置指令X*(t)的1次導函數即速度指令V*(t)成為下述公式(68)。在轉移到步驟ST10d的情況下，由于E＜0，因此成為D/(D-E)＜1，由于速度指令形狀V**(t)＜Vmax，因此速度指令V*(t)不超過最大速度Vmax。
數36V*(t)=D∫04t0V**(t)dt×V**(t)=D∫02t0V~1*(t)dt+∫02t0V~2*(t)dt×V**(t)---(68)]]>=DD-E×V**(t)]]>如以上所述，如果依據該實施方式8，則由于速度過渡指令計算單元8在位置指令的一次導函數即速度指令的最大值不能夠取得大于限制值Vmax這樣的制約下，在生成使機械4移動到目標位置位置指令時，計算不激勵振動的使得從速度0過渡到某個限制速度Vmax的第1速度過渡指令 以及從某個限制速度向速度0過渡的第2速度過渡指令 對應處理單元6對在第1速度過渡指令 第2速度過渡指令 上乘以小于等于1的常數的結果以及小于等于限制速度Vmax的一定速度進行組合而構成位置指令的1次導函數即速度指令，進行使位置指令的移動量與目標位置相對應的處理，因此能夠得到位置指令的1次導函數即速度指令的最大值不超過限制值而且抑制振動的位置指令。另外，位置指令的1次導函數即速度指令能夠對于位置指令無延遲地進行定位動作。進而，即使當在傳動器或者機械中具有不能超過的速度指令時也能夠構成位置指令。
實施方式9在機械、傳動器中，除去可以動作的限制最大速度以外，有時還存在限制最大加速度。在這樣的情況下，指令生成裝置需要生成采取限制加速度和限制速度，而且不激勵振動的位置指令。在本實施方式9中，說明采取最大加速度和最大速度，而且不激勵振動的位置指令X*(t)構成的方法。
圖31是表示適用了本發明實施方式9的指令生成裝置的機械的驅動控制系統的結構的框圖。指令生成裝置1根據加速度過渡結束時間T、目標位置D、指令的限制速度Vmax、指令的限制加速度Amax、機械的振動頻率ω、振動的阻尼ζ，由加速度過渡指令計算單元9以及對應處理單元6計算位置指令X*(t)。
從圖32到圖37是得到由實施方式9的指令生成裝置生成的位置指令X*(t)的流程圖。在圖32的步驟ST501中，向指令生成裝置1提供加速度過渡結束時間T、目標位置、指令的限制速度Vmax、指令的限制加速度Amax、機械的振動頻率ω、振動的阻尼ζ。
在步驟ST502中，加速度過渡指令計算單元9根據機械4的振動頻率ω以及振動的阻尼ζ，計算從時刻0到時刻T在加速度Amax上不激勵振動的過渡的加速度過渡指令a*(t)。這可以由例如實施方式7中說明的方法來實現。
另外，對應處理單元6進行以下處理。在步驟ST503中，根據第1加速度過渡指令a*(t)，計算由下述公式(69)定義的第1加速度指令。
數37A~1*(t)=a*(t)(0≤t<T)Amax-a*(t-T)(T≤t<2T)-a~(t-2T)(2T≤t<3T)-Amax+a*(t-3T)(3T≤t≤4T)0(otherwise)---(69)]]>這里，Amax-a*(t-T)、-Amax+a*(t-T)分別成為從加速度Amax向加速度0，從加速度-Amax向加速度0過渡，而且不激勵振動的第2加速度過渡指令。另外，這里，為了計算從加速度Amax向加速度0過渡的第2加速度過渡指令，使用第1加速度指令a*(t)進行計算，而也可以不使用第1加速度指令a*(t)，使用其它形狀的加速度過渡指令，計算從Amax向加速度0過渡的第2加速度過渡指令。
進而，通過把第1加速度指令進行1次積分，計算第1速度指令 通過把第1速度指令進行1次積分，計算第1位置指令 第1速度指令在0≤t≤4T時是具有0以外的值的速度指令，第1位置指令成為從時間0到4T，從0移動到某個位置的位置指令。
在步驟ST504中，計算第1位置指令的移動量即遵從下述公式(70)的移動量d1。在步驟ST505中，把第1位置指令的移動量d1與目標位置D進行比較，如果第1位置指令的移動量d1比目標位置D大，則轉移到步驟ST506的指令生成處理A。
數38d1=X~1*(4T)---(70)]]>圖33是說明指令生成處理A的流程圖。在步驟ST550中，通過在第1加速度指令上乘以D/d1，即根據下述公式(71)，計算第2加速度指令數39A~2*(t)=(D/d1)A~1*(t)---(71)]]>進而，通過把第2加速度指令分別進行1、2次積分，計算第2速度指令和第2位置指令。該處理與通過乘以小于等于1的常數D/d1，降低加速度，使第2位置指令值與目標位置相對應的處理相當。這里，在第1加速度指令上乘以常數(D/d1)的第2加速度指令也成為不激勵振動的加速度指令，另外，由于乘以比1小的加速度，因此成為小于限制加速度的加速度指令。在步驟ST551中，根據下述公式(72)計算第2速度指令的最高速度。
數40V2=V~2(2T)---(72)]]>在步驟ST552中，把第2速度指令的最高速度V2與限制速度Vmax進行比較。在步驟ST552中，在第2速度指令的最高速度沒有超過限制速度Vmax的情況下，在步驟ST553中，把應求出的位置指令作為第2位置指令。為了使第2加速度指令與目標位置D相對應，預先在第1加速度指令上乘以D/d1，成為X*(4T)＝D。
另外，在步驟ST552中，在第2速度指令的最高速度超過限制速度Vmax的情況下，在步驟ST554中，計算時間T1＝D/Vmax-D/V2。接著，在步驟ST555中，計算用下述公式(73)表示的加速度指令。
數41A*(t)=(Vmax/V2)A~2*(t)(0≤t≤2T)0(2T≤t<2T+T1)(Vmax/V2)A~2*(t-T1)(2T+T1≤t≤4T+T1)0(otherwise)---(73)]]>在步驟ST554、步驟ST555中，進行使第2加速度指令滿足限制速度的要件，而且用于使定位時間內的位置指令值與目標位置D相對應的處理。即，如果以第2加速度指令進行定位則由于速度超過限制速度Vmax，因此通過乘以Vmax/V2，生成僅加速到速度Vmax的加速度指令。
然而，由于即使把該加速度指令進行2次積分，移動量也成為D×Vmax/V2，因此在第2加速度指令的加速時間(0≤t≤2t)，減速時間(0≤t≤4t)之間，在加速度0的區間僅插入時間T1，進行在該區間中的速度指令成為Vmax的操作。考慮到以上條件的加速度指令是用上述公式(73)表示的指令。在步驟ST556中，把用公式(73)表示的加速度指令A*(t)進行2次積分，計算應該求出的位置指令X*(t)。這里，在轉移到步驟ST556的情況下，由于在步驟ST552中是Vmax≤V2，因此(Vmax/V2)是小于等于1的常數。
另外，在步驟ST505中，在目標位置D比第1位置指令的移動量d1大的情況下，在步驟ST507中，從下述公式(74)計算第1速度指令的最高速度V1。
數42V1=V~1*(2T)---(74)]]>在步驟ST508中，把第1速度指令的最高速度V1與限制速度Vmax進行比較，在V1小于Vmax的情況下，轉移到步驟ST509的指令生成處理B，反之，在V1大于Vmax的情況下，轉移到步驟ST510的指令生成處理C。
圖34是說明在步驟ST505中，在V1小于Vmax的情況下執行的指令生成處理B的流程圖。在步驟ST560中，計算時間T2＝(Vmax-V1)/Amax。
在步驟ST561中，根據下述公式(75)計算第2加速度指令。在步驟ST562中，通過把第2加速度指令分別進行1、2次積分，計算第2速度指令 以及第2位置指令 步驟ST562中，計算時間T3＝2T+T2。
數43A~2*(t)=a*(t)(0≤t<T)Amax(T≤t<T+T2)Amax-a*(t-T-T2)(T+T2≤t<2T+T2)-a*(t-2T-T2)(2T+T2≤T<3T+T2)-Amax(3T+T2≤T<3T+2T2)-Amax+a*(t-3T-2T2)(3T+2T2≤T≤4T+2T2)0(otherwise)---(75)]]>在步驟ST560到步驟ST563中，由于第1速度指令的最高速度沒有超過Vmax，因此生成達到最高速度Vmax的指令。即，在第1加速度指令中，是在時刻t從0成為T的期間，加速度從0成為Amax，在時刻t從T成為2T的期間，加速度從Amax成為0的指令，為了使以該加速度指令發生的速度成為Vmax，在第1加速度指令的0≤t≤T與T≤t≤2T之間，插入只在時間T2加速度指令成為Amax的等加速度期間。這是由上述公式(75)表示的第2加速度指令。
圖35是說明在步驟ST505中，在V1大于Vmax的情況下執行的指令生成處理C的流程圖。在步驟ST570中，根據下述公式(76)計算第2加速度指令。這里，由于V1比Vmax大，因此(Vmax/V1)是小于1的常數。
數44A~2*(t)=(Vmax/V1)×A~1*(t)---(76)]]>在步驟ST571中，通過分別把第2加速度指令進行1、2次積分，計算第2速度指令 第2位置指令 在步驟ST572中，計算時間T3＝2T。在從步驟ST570到步驟ST572中，由于超過第1速度指令的最高速度Vmax，因此通過在第1加速度指令上乘以Vmax/V1，進行使第2速度指令的最高速度成為Vmax的處理。在步驟ST511中，根據下述公式(77)計算在步驟ST509的指令生成處理B中或者步驟ST510的指令生成處理C中所計算的第2位置指令的移動量d2。
數45d2=X~2*(2T3)---(77)]]>
在步驟ST512中，把目標位置D與第2位置指令的移動量d2進行比較，如果D大于d2則轉移到步驟ST513的指令生成處理D，如果D小于d2，則轉移到步驟ST514的指令生成處理E。
圖36是說明在步驟ST512中，在D大于d2的情況下執行的指令生成處理D的流程圖。在步驟ST580中，計算時間T4＝(D-d2)/Vmax。在步驟ST581中，根據下述公式(78)計算速度指令V*(t)。在步驟ST582中，通過把速度指令V*(t)進行1次積分，計算應該求出的位置指令X*(t)。
數46V*(t)=V~2*(t)(0≤t<T3)Vmax(T3≤t<T3+T4)Vmax-V‾2(t-T3-T4)(T3+T4≤t≤2T3+T4)0(otherwise)---(78)]]>在步驟ST580到步驟ST582中，由于按照第2位置指令 的移動量沒有達到目標位置D，因此進行補充不足的距離的處理。即，在第2速度指令的加速區間(0≤T≤T3)、減速期間(T3≤T≤2T3)之間，僅在時間T4插入速度指令為V的區間。這些處理在上述公式(78)的計算中計算。
圖37是說明在步驟ST513中，在D小于d2的情況下所執行的指令生成處理E的流程圖。在步驟ST590中，根據第1速度指令從下述公式(79)計算V3。在步驟ST591中，求解關于ζ的2次方程式即下述公式(80)，把大的值作為T5。
數47V0=V~1*(T)---(79)]]>Amaxξ2+2(V3+AmaxT)ξ-(D-d1)=0 …(80)在步驟ST592中，按照下述公式(81)計算加速度指令A*(t)。在步驟ST593中通過把加速度指令A*(t)進行2次積分，得到應該求出的位置指令X*(t)。
數48A*(t)=a*(t)(0≤t<T)Amax(T≤t<T+T5)Amax-a*(t-T-T5)(T+T5≤t<2T+T5)-a*(t-2T-T5)(2T+T5≤T<3T+T5)-Amax(3T+T5≤T<3T+2T5)-Amax+a*(t-3T-2T5)(3T+2T5≤T≤4T+2T5)0(otherwise)---(81)]]>在步驟ST590到步驟ST593中，由于按照第2位置指令 的移動量超過目標位置D，因此通過縮小第2加速度指令的等加速度區間，進行使定位時間內的目標指令值與目標位置D相對應的處理(在步驟ST509中轉移到指令生成處理C的情況下，由于在第1加速度指令上乘以小于1的常數，得到第2加速度指令，因此第2位置指令的移動量d2比第1位置指令的移動量d1小。即，根據上述公式(80)，再次計算用于使定位時間內的位置指令值與目標位置D相對應的等加速度區間T5，根據上述公式(81)，在第1加速度指令的0≤t≤T與T≤t≤2T之間，僅插入在時間T5加速度指令成為A的等加速度區間。因此，在轉移到步驟ST508的指令生成處理C的情況下，在步驟S512中，不轉移到步驟ST513的指令生成處理D)。這是用公式(81)表示的加速度指令A*(t)。
根據以上的流程得到位置指令X*(t)，在指令生成處理A、D、E的某一個中計算位置指令。位置指令的2次導函數即加速度指令在轉移到指令生成處理A的步驟ST553的情況下，是上述公式(71)，在轉移到指令生成處理A的步驟ST555的情況下，是上述公式(73)，在轉移到指令生成處理D的情況下，是上述公式(75)或者上述公式(76)，在轉移到指令生成處理E的情況下，成為公式(81)。
如果注意到上述第1加速度指令 如上述公式(69)所示，由從加速度0向加速度Amax無振動地過渡的第1加速度過渡指令，以及從加速度Amax向加速度0無振動地過渡的第2加速度過渡指令構成，則由上述公式(71)、(73)、(75)、(76)、(81)表示的加速度指令由從加速度0向加速度Amax無振動地過渡的第1加速度過渡指令、從加速度Amax向加速度0無振動地過渡的第2加速度過渡指令、在第2加速度過渡指令上乘以小于1的常數的指令、0以及最大加速度Amax構成。
由此，根據把這些加速度指令進行了2次積分的位置指令，能夠使加速度不超過限制加速度，進行定位控制。另外，為了使目標位置成為D，進而為了使位置指令的1次導函數的速度指令成為小于等于限制速度而進行對應。根據以上的流程得到的位置指令成為滿足限制加速度和限制速度的條件的同時，無振動地到達目標位置D的位置指令。
其次使用數值例說明效果。
生成機械4的振動頻率是10Hz(ω＝2π×10＝31.4[rad/s])，機械的阻尼ζ＝0.03，目標位置D＝0.2，限制速度Vmax是0.5，限制加速度是2.0時的位置指令。首先，表示沒有適用本實施方式，而適用了最大限度地利用限制速度和限制加速度，位置指令的1次導函數即速度指令為梯形的指令時的數值例。
圖38是表示沒有適用實施方式9的位置指令，而適用了梯形速度指令時的數值例的曲線圖，(a)是表示位置的曲線圖。(b)是(a)的放大圖。(c)是表示速度的曲線圖，(d)是表示加速度的曲線圖。另外，曲線圖(a)、(b)中的實線表示機械位置，虛線表示位置指令。曲線圖(c)中的實線表示機械速度，虛線表示位置指令的1次導函數即速度指令。曲線圖(d)中的實線表示機械加速度，虛線表示位置指令的2次導函數即加速度指令。
從圖38的(c)、(d)的速度指令以及加速度指令可知，是最大限度地利用限制加速度、速度的指令。另外，從(b)、(c)、(d)的機械位置、機械速度、機械加速度的曲線圖可知發生殘留振動，定位控制時的調整特性惡化。進而，根據(c)、(d)的機械速度、機械加速度的曲線圖，將發生由指令激勵的振動為原因，機械速度超過限制速度，進而，機械加速度超過限制加速度這樣的不理想狀況。
其次，說明適用了本實施方式時的數值例。
這里，把加速度過渡結束時間T取為0.09。圖39是表示適用了本發明的位置指令時的數值例的曲線圖，(a)是表示位置的曲線圖。(b)是(a)的放大圖。(c)是表示速度的曲線圖，(d)是表示加速度的曲線圖。另外，曲線圖(a)、(b)中的實線表示機械位置，虛線表示位置指令。曲線圖(c)中的實線表示機械速度，虛線表示位置指令的1次導函數即速度指令。曲線圖(d)中的實線表示機械加速度，虛線表示位置指令的2次導函數即加速度指令。
從圖39的(c)、(d)的速度指令以及加速度指令可知，是最大限度地利用限制加速度、速度的指令。另外，從圖39的(b)、(c)、(d)的機械位置、機械速度、機械加速度的曲線圖可知，不發生殘留振動，定位控制時的調整特性良好。進而，從圖39的(c)、(d)的機械速度、機械加速度的曲線圖可知，機械速度沒有超過限制速度，另外，機械加速度沒有超過限制加速度。
通過適用本實施方式，具有在定位控制中不激勵振動，能夠得到采取了在傳動器或者機械中可能發生的加速度、速度的位置指令這樣的效果。另外，由于盡可能最大限度地使用限制加速度、限制速度，因此具有能夠縮短定位控制時間這樣的效果。
圖39所示的加速時間中或者減速時間中的加速度指令是連續的，而且，沒有在加速時間中(或者減速時間中)暫時上升了以后，在短時間內下降，然后再次上升這樣的急劇變化。在這樣的指令信號中，沒有包括多少高頻成分。由此，具有難以激勵由高頻成分為原因的振動的效果。
權利要求
1.一種指令生成裝置，其特征在于包括為了使在定位時間內使驅動控制對象物移動到目標位置的位置指令的1次導函數即速度指令與從在上述驅動控制對象物中發生的振動頻率決定的傳遞函數的脈沖響應在上述定位時間以后的卷積運算值為0，計算與上述位置指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號的指令形狀計算單元；把由上述指令形狀計算單元從上述位置指令計算出的上述n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以使上述定位時間中的位置指令與上述目標位置相對應的常數，計算位置指令的對應處理單元。
2.一種指令生成裝置，其特征在于包括對于與在定位時間內使驅動控制對象物移動到目標位置的位置指令的n次導函數的常數倍相等的以預定的參數確定的n次導函數指令形狀信號，確立表示依賴于上述參數的上述n次導函數指令形狀信號的頻率成分的公式，依照上述參數值，預先計算表示上述頻率成分的公式為0的頻率，把上述參數值以及表示上述n次導函數指令形狀信號的頻率成分的公式為0的頻率相關聯地存儲的存儲單元；從上述存儲單元讀出與按照在上述驅動控制對象物中發生的振動頻率，上述n次導函數指令形狀信號的頻率成分為0的頻率相對應的上述參數值，使用該參數決定上述n次導函數指令形狀信號的指令形狀計算單元；把由上述指令形狀計算單元從上述位置指令計算出的上述n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以使上述定位時間內的位置指令與上述目標位置相對應的常數，計算位置指令的對應處理單元。
3.根據權利要求1所述的指令生成裝置，其特征在于指令形狀計算單元對于在驅動控制對象物中發生的振動頻率ω以及加速時間t0，從t0-[(t0×ω)/(2π)]×(2π/ω)(其中，[z]是表示不超過z的最大整數值的高斯符號)決定與位置指令的2次導函數即加速度指令的常數倍相等的加速度指令形狀在加速時以及減速時成為等邊梯形的S字形加減速指令，即加速時以及減速時上述加速度指令形狀信號從0到達最高加速度的時間，計算加速度指令形狀。
4.根據權利要求2所述的指令生成裝置，其特征在于對于定位時間2t0，在時間t大于0小于等于rt0時用sin(πt/(2rt0))、在時間t大于rt0小于等于(1-r)t0時用1、在時間t大于(1-r)t0小于等于t0時用cos[π{t-(1-r)t0}/(2rt0)]、在時間t大于t0小于等于(1+r)t0時用-sin[π(t-t0)/(2rt0)]、在時間t大于(1+r)t0小于等于(2-r)t0時用-1、在時間t大于(2-r)t0小于等于2t0時用cos[π{t-(2-r)t0}/(2rt0)]表示與位置指令的2次導函數的常數倍相等的用預定的參數r的值確定的加速度指令形狀信號，當其它的時間時作為0，確定表示依賴于上述參數r的上述加速度指令形狀信號的頻率成分的公式，存儲裝置依照上述參數r的值把上述指令形狀信號的頻率成分為0的頻率以及上述定位時間相關聯地存儲。
5.根據權利要求2所述的指令生成裝置，其特征在于對于定位時間2t0，在時間t大于0小于等于t0時，用cos((πrt)/2t0)、在時間t大于t0小于等于2t0時，用-cos((πr(2t0-t))/2t0)定義與位置指令的2次導函數的常數倍相等的用預定的參數r的值確定的加速度指令形狀信號A**(t)，當其它的時間時作為0，確立表示依賴于上述參數r的上述加速度指令形狀信號的頻率成分的公式，依照上述參數r的值預先計算上述指令形狀信號的頻率成分為0的頻率，存儲裝置把上述參數r的值、上述指令形狀信號的頻率成分為0的頻率以及上述定位時間相關聯地存儲。
6.根據權利要求1到權利要求5的任一項所述的指令生成裝置，其特征在于指令形狀計算單元為了使根據在驅動控制對象物中發生的振動頻率ω決定的傳遞函數的脈沖響應與上述位置指令的n次導函數在定位時間以后的卷積運算值為0，計算與上述位置指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號，通過把該n次導函數指令形狀信號進行(n-1)次積分，計算第1速度指令形狀信號，通過在該速度指令形狀信號上乘以使用正的常數g以及時間t從exp(-g×t)決定的函數，計算與上述位置指令的1次導函數的常數倍相等的速度指令形狀信號。
7.根據權利要求6所述的指令生成裝置，其特征在于指令形狀計算單元使用在驅動控制對象物中發生的振動頻率ω以及振動的阻尼ζ，從ζ/(1-ζ2)1/2×ω決定常數g。
8.一種指令生成裝置，其特征在于包括為了使在速度過渡結束時間內使驅動控制對象物過渡到目標速度的速度指令的1次導函數即加速度指令與從上述驅動控制對象物的振動頻率決定的傳遞函數的脈沖響應在上述速度過渡結束時間以后的卷積運算值為0，計算與上述速度指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號的指令形狀計算單元；把由上述指令形狀計算單元從上述速度指令計算出的上述n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以用于使上述速度過渡結束時間內的速度指令與上述目標速度相對應的常數，計算速度指令的對應處理單元。
9.一種指令生成裝置，其特征在于包括為了使在加速度過渡結束時間為止使驅動控制對象物過渡到目標加速度的加速度指令的1次導函數指令即躍動指令與從上述驅動控制對象物的振動頻率決定的傳遞函數的脈沖響應在上述加速度過渡結束時間以后的卷積運算值為0，計算與上述加速度指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號的指令形狀計算單元；把由上述指令形狀計算單元計算出的上述加速度指令的n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以用于使上述加速度過渡結束時間內的加速度指令與上述目標加速度相對應的常數，計算加速度指令的對應處理單元。
10.一種指令生成裝置，該指令生成裝置在位置指令的1次導函數即速度指令的最大值不能夠取大于等于限制值這樣的制約下，生成使驅動控制對象物移動到目標位置的位置指令，其特征在于包括不激勵振動，計算從速度0過渡到某個限制速度的第1速度過渡指令，以及從某個限制速度過渡到速度0的第2速度過渡指令的速度過渡指令計算單元；由在上述第1、上述第2速度過渡指令上乘以小于等于1的常數的結果以及小于等于限制速度的一定速度的組合構成位置指令的1次導函數即速度指令，進行使位置指令的移動量與目標位置相對應的處理的對應處理單元。
11.根據權利要求10所述的指令生成裝置，其特征在于速度過渡指令計算單元為了使在速度過渡結束時間內使驅動控制對象物從速度0過渡到限制速度的速度指令的1次導函數指令即加速度指令與從上述驅動控制對象物的振動頻率決定的傳遞函數的脈沖響應在上述速度過渡結束時間以后的卷積運算值為0，計算與上述速度指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號，把該n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以用于使上述速度過渡結束時間內的速度指令與上述限制速度相對應的常數，計算第1速度過渡指令，為了使在速度過渡結束時間內使驅動控制對象物從限制速度過渡到速度0的速度指令的1次導函數指令即加速度指令與從上述驅動控制對象物的振動頻率決定的傳遞函數的脈沖響應在上述速度過渡結束時間以后的卷積運算值為0，計算與上述速度指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號，把該n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以用于使上述速度過渡結束時間內的速度指令與上述速度0相對應的常數，計算第2速度過渡指令。
12.一種指令生成裝置，該指令生成裝置在位置指令的1次導函數的速度指令的最大值即最大速度，以及2次導函數的加速度指令的最大值即最大加速度的絕對值不能夠取大于等于各自限制值這樣的制約下，生成使驅動控制對象物移動到目標位置的位置指令，其特征在于包括不激勵振動，計算從加速度0過渡到某個限制加速度的第1加速度過渡指令，以及從某個限制加速度過渡到加速度0的第2加速度過渡指令的加速度過渡指令計算單元；由在上述第1以及上述第2加速度過渡指令上乘以小于等于1的常數的結果、0以及小于等于限制加速度的一定的加速度的組合構成位置指令的2次導函數即加速度指令，進行使位置指令的移動量與目標位置相對應的同時，使位置指令的1次導函數即速度指令的最大值與小于等于最大速度相對應的處理的對應處理單元。
13.根據權利要求12所述的指令生成裝置，其特征在于加速度過渡指令計算單元為了使在加速度過渡結束時間為止使驅動控制對象物從加速度0過渡到限制加速度的加速度指令的1次導函數指令即躍動指令與從上述驅動控制對象物的振動頻率決定的傳遞函數的脈沖響應在上述加速度過渡結束時間以后的卷積運算值為0，計算與上述加速度指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號，把該n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以用于使上述加速度過渡結束時間內的加速度指令與上述目標加速度相對應的常數，計算上述第1加速度過渡指令，為了使在加速度過渡結束時間為止使上述驅動控制對象物從限制加速度過渡到加速度0的加速度指令的1次導函數即躍動指令與從上述驅動控制對象物的振動頻率決定的傳遞函數的脈沖響應在上述加速度過渡結束時間以后的卷積運算值為0，計算與上述加速度指令的n次導函數的常數倍相等的n次導函數指令形狀信號，把該n次導函數指令形狀信號進行n次積分，通過在該積分結果上乘以用于使上述加速度過渡結束時間內的加速度指令與上述目標加速度相對應的常數，計算第2加速度過渡指令。
14.根據權利要求1到權利要求5、權利要求10到權利要求13的任一項所述的指令生成裝置，其特征在于在與多個目標位置相對應的多個定位時間中定位控制驅動控制對象物時，計算在與上述各目標位置相對應的定位時間內使上述驅動控制對象物移動的位置指令。
全文摘要
本發明提供指令生成裝置。提供即使是低剛性的機械，也供給能夠不激勵振動，對于所希望的定位時間無延遲地進行定位動作的指令的指令生成裝置，具備為了使在定位時間2t
文檔編號G05B13/00GK1845021SQ20051012531
公開日2006年10月11日 申請日期2005年11月15日 優先權日2005年4月8日
發明者上田浩一郎, 池田英俊, 前川清石 申請人:三菱電機株式會社