CN102654775A - 干扰力补偿控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种干扰力补偿控制装置，其能够通过高精度地算出因活动部间产生的摩擦力引起的干扰力，而利用高精度的扰动估计，进行高精度的定位。基于在连接设置的第一活动部(10)和第二活动部(20)之间产生于活动部彼此的滑动面间的活动部间摩擦力设定干扰力模型。基于对于驱动第一活动部(10)的第一促动器(30)的第一目标位置指令值算出第一基准推力指令值。基于对于驱动第二活动部(20)的第二促动器(40)的第二目标位置指令值和干扰力模型，算出由于活动部间摩擦力的影响而因第二活动部(20)的动作对第一活动部(10)的动作作用的第一干扰力。而且，通过将第一基准推力指令值和第一干扰力相加算出第一补偿推力指令值，基于第一补偿推力指令值控制第一促动器(30)。

Description

干扰力补偿控制装置

技术领域

本发明涉及一种干扰力补偿控制装置，在具备多个活动部和驱动各个活动部的多个促动器的机械装置中，在因一个活动部动作而对另一个活动部的动作作用有干扰力时，所述干扰力补偿控制装置补偿该干扰力而控制机械装置。

背景技术

例如，在电子零件安装机等中，由于各活动部从其它活动部受到干扰力，会给定位精度带来不良影响。因此，日本专利第4241240号公报(专利文献1)中记载了利用从各活动部的推力总和(从底盘传递的反力)到底盘的位置为止的传递特性，算出干扰力。

专利文献1：日本专利第4241240号公报([0009]等)

扰动中除了如专利文献1所述的由各活动部的推力引起的传递振动以外，还存在活动部间产生的摩擦力。而且，已知：为了使定位精度成为更高精度，活动部间产生的摩擦力的影响大。另外，因摩擦力的影响产生的干扰力呈非线性特性，在如专利文献1所述的基于传递特性的干扰力中，不能充分把握。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而发明的，其目的在于：提供一种干扰力补偿控制装置，能够通过高精度地算出由活动部间产生的摩擦力引起的干扰力，而利用高精度的扰动估计，进行高精度的定位。

第一方面的发明提供一种干扰力补偿控制装置，在具备多个活动部和驱动各个所述活动部的多个促动器的机械装置中，在因第二活动部动作而对第一活动部的动作作用干扰力时，补偿该干扰力而控制所述机械装置。

而且，所述第一活动部和所述第二活动部具有直接连接设置的关系，或具有经由其它活动部间接连接设置的关系。在此，连接设置是指连续设置的意思。即，第一活动部和第二活动部直接连接设置的关系是指第一活动部和第二活动部直接接触的情况。另外，第一活动部和第二活动部经由其它活动部间接连接设置的关系是指第一活动部和其它活动部、及第二活动部和该其它活动部分别直接接触的情况。另外，介于第一活动部和第二活动部之间的其它活动部不限于一个的情况，包括多个的情况。

而且，所述干扰力补偿控制装置具备：干扰力模型存储单元，存储基于在连接设置的所述第一活动部和所述第二活动部之间产生于活动部彼此的滑动面之间的活动部间摩擦力设定的干扰力模型；第一基准推力指令值计算单元，基于对于驱动所述第一活动部的第一促动器的第一目标位置指令值，算出对于所述第一促动器的第一基准推力指令值；第一干扰力计算单元，基于对于驱动所述第二活动部的第二促动器的第二目标位置指令值和所述干扰力模型，算出由于所述活动部间摩擦力的影响而因所述第二活动部的动作对所述第一活动部的动作作用的第一干扰力；第一补偿单元，通过将所述第一基准推力指令值和所述第一干扰力相加算出第一补偿推力指令值，基于所述第一补偿推力指令值控制所述第一促动器。

第二方面的发明中，在将基于所述第一活动部和所述第二活动部的滑动面上的库伦摩擦及非线性弹簧摩擦设定的数式模型定义为相对非线性型弹簧特性模型，并将基于在所述滑动面上对应于所述第一活动部和所述第二活动部的相对速度产生的相对粘性摩擦力设定的数式模型定义为相对速度模型时，所述干扰力模型基于将分别分开设定的所述相对非线性型弹簧特性模型和所述相对速度模型相加而得到的数式模型设定。

第三方面的发明中，在将基于在所述滑动面上对应于所述第一活动部和所述第二活动部的相对加速度产生的连动力设定的数式模型定义为相对加速度模型时，所述干扰力模型基于将分别分开设定的所述相对非线性型弹簧特性模型、所述相对速度模型和所述相对加速度模型相加而得到的数式模型设定。

第四方面的的发明中，在所述干扰力补偿控制装置中，所述第一活动部具备：第一单体扰动力模型存储单元，存储基于所述第一活动部和固定部件之间的滑动面或构成所述第一活动部自身的部件间的滑动面上的单体摩擦力设定的第一单体扰动力模型；第一单体扰动力计算单元，基于对于所述第一促动器的第一目标位置指令值和所述第一单体扰动力模型，算出由于所述单体摩擦力的影响而因所述第一活动部自身的动作对所述第一活动部的动作作用的第一单体扰动力，所述第一补偿单元通过将所述第一基准推力指令值、所述第一干扰力及所述第一单体扰动力相加算出所述第一补偿推力指令值，基于所述第一补偿推力指令值控制所述第一促动器。

第五方面的发明中，在将基于所述第一活动部和固定部件之间的滑动面或构成所述第一活动部自身的部件间的滑动面上的库伦摩擦及非线性弹簧摩擦设定的数式模型定义为单体非线性型弹簧特性模型，并将基于对应于所述第一活动部自身的动作速度产生的粘性摩擦力设定的数式模型定义为单体速度模型时，所述第一单体扰动力模型基于将分别分开设定的所述单体非线性型弹簧特性模型和所述单体速度模型相加而得到的数式模型设定。

第六方面的发明中，在将作为所述第一活动部自身的惯性力矩及所述第一促动器的转矩常数的模型化误差的数式模型定义为单体加速度模型时，所述第一单体扰动力模型基于将分别分开设定的所述单体非线性型弹簧特性模型、所述单体速度模型和所述单体加速度模型相加而得到的数式模型设定。

第七方面的发明中，关于所述第一活动部和所述第二活动部，分别相互补偿由于所述活动部间摩擦力的影响产生的该干扰力而进行控制。

第八方面的发明中，补偿因所述第二活动部的动作对所述第一活动部的动作作用的所述第一干扰力，控制所述第一促动器，并且，不补偿因所述第一活动部的动作对所述第二活动部的动作作用的第二干扰力，控制所述第二促动器。

第九方面的发明中，所述干扰力模型基于实际驱动所述第一活动部及所述第二活动部时的所述第一目标位置指令值和所述第一活动部的实际位置，反复进行学习控制，从而被辨识。

第十方面的发明中，所述相对非线性型弹簧特性模型由式(1)定义。

【式1】

$F_{\mathrm{int}.p}\left(s\right)=K_{\mathrm{int}.p}\·\frac{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.p}^2}{s^2+2\·{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.p}\·s+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.p}^2}$

$F_{\mathrm{int}.m}\left(s\right)=K_{\mathrm{int}.m}\·\frac{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.m}^2}{s^2+2\·{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.m}\·s+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.m}^2}$

T′_rev＝T_rev+n_rev·T_s

T_int.m＝T_int.Δω+n_int.m·T_s

τ_f.spring.int：相对非线性型弹簧特性模型

F_int.p(s)，F_int.m(s)：与相对非线性型弹簧特性对应的二次标准传递特性

时滞要素

u_step：步骤信号(动作时：1，非动作时：0)

K_int.p，K_int.m：系数

ω_int.p，ω_int.m：二次标准传递特性固有角频率

T_rev：相对速度方向反转时刻

T_int.Δω：在稳定位置附近的向相对库伦摩擦速度阈值5[rad/s]的到达时刻

T_s：采样时间

n_rev，n_int.m：相对库伦摩擦速度阈值的校正值

在权利要求11的发明中，所述相对速度模型由式(2)定义。

【式2】

${\mathrm{\τ}}_{f.\mathrm{vel}.\mathrm{int}}=D_{\mathrm{rel}}\·\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}(a_{\mathrm{rel}.i}\·\frac{{{\mathrm{d\θ}*}_{\mathrm{rel}}}^i}{\mathrm{dt}})...\left(2\right)$

τ_f.vel.int：相对速度模型

D_rel：相对粘性摩擦系数

a_rel.i：相对粘性摩擦力的多项式逼近系数(i＝1～5)

相对速度

在权利要求12的发明中，所述相对加速度模型由式(3)定义。

【式3】

${\mathrm{\τ}}_{f.\mathrm{acc}.\mathrm{int}}=K_{a-\mathrm{rel}}\·\frac{d^2{\mathrm{\θ}*}_{\mathrm{rel}}}{{\mathrm{dt}}^2}...\left(3\right)$

τ_f.acc.int：相对加速度模型

K_a-rel：连动力系数

相对加速度

第十三方面的发明中，所述机械装置具备：第一旋转轴部件；圆盘，设置于所述第一旋转轴部件的末端；第一促动器，驱动所述第一旋转轴部件旋转；第二旋转轴部件，与所述圆盘的旋转同步地相对于所述圆盘公转，并且以能够绕着相对于所述第一旋转轴部件的中心轴偏心的偏心轴自转的方式支承于所述圆盘；第一齿轮，与所述第二旋转轴部件同轴设置；第二齿轮，与所述第一旋转轴部件同轴配置于所述第一旋转轴部件的外周侧，以能够相对于所述第一旋转轴部件相对旋转的方式支承于所述第一旋转轴部件，且与所述第一齿轮啮合；第二促动器，驱动所述第二齿轮绕着所述第一旋转轴部件的中心轴旋转，其中，所述第一活动部具备所述第一旋转轴部件及所述圆盘，所述第二活动部具备所述第二旋转轴部件、第一齿轮及第二齿轮。

根据第一方面的发明，能够考虑由于第一活动部和第二活动部之间的摩擦力(活动部间摩擦力)的影响而第二活动部的动作影响第一活动部的动作的第一干扰力，驱动第一活动部。因此，能够高精度地进行第一活动部的位置控制。

根据第二方面的发明，通过将相对非线性弹簧特性模型和基于粘性摩擦力的相对速度模型分别设定为不同的数式模型，能够把握更详细的物理现象。而且，通过利用将这些相加而得到的数式模型设定干扰力模型，能够高精度地算出第二活动部影响第一活动部的第一干扰力。其结果是，能够进行高精度的定位。

根据第三方面的发明，通过进而将相对加速度模型设定为数式模型，能够把握更详细的物理现象。而且，通过利用将相对非线性型弹簧特性模型、相对速度模型和相对加速度模型相加而得到的数式模型设定干扰力模型，能够更高精度地算出第二活动部影响第一活动部的第一干扰力。其结果是，能够进行更高精度的定位。

根据第四方面的发明，能够除了考虑干扰力以外，还考虑由于第一活动部自身的动作产生的单体摩擦力的影响而影响第一活动部的动作的第一单体扰动力，驱动第一活动部。因此，能够高精度地进行第一活动部的位置控制。

根据第五方面的发明，通过将单体非线性弹簧特性模型和基于粘性摩擦力的第一单体速度模型分别设定为不同的数式模型，能够把握更详细的物理现象。而且，通过利用将这些相加而得到的数式模型设定第一单体扰动力模型，能够高精度地算出因通过第一活动部自身的动作产生的摩擦力引起的第一单体扰动力。其结果是，能够进行高精度的定位。

根据第六方面的发明，通过进而将单体加速度模型设定为数式模型，能够可靠地降低第一活动部自身的惯性力矩及第一促动器的转矩常数的模型化误差。而且，通过利用将单体非线性型弹簧特性模型、单体速度模型、单体加速度模型相加而得到的数式模型设定第一单体扰动力模型，能够更高精度地算出因通过第一活动部自身的动作产生的摩擦力引起的第一单体扰动力。其结果是，能够进行更高精度的定位。

根据第七方面的发明，能够适用于相互影响的机械装置。

根据机械结构的不同，相对于第一活动部的动作影响第二活动部的情况，有时完全没有反向的影响，或反向的影响相对较小。这样的情况下，根据第八方面的发明，通过只补偿一方的干扰力，能够减少运算处理。

根据第九方面的发明，能够高精度地辨识干扰力模型。

根据第十～第十二方面的发明，能够分别可靠地进行模型化。

根据第十三方面的发明，在该机械装置中，产生伴随第一活动部和第二活动部之间的摩擦力的干扰力。因此，通过将上述本发明应用于该机械装置中，能够高精度地进行第一活动部的位置控制。

附图说明

图1是表示机械装置的例子的剖面图；

图2是扰动力的分类图；

图3是基于干扰力补偿控制装置的控制框图；

图4表示相对非线性型弹簧特性模型的输出；

图5表示相对速度和转矩的关系；

图6表示相对加速度和转矩的关系；

图7表示第一促动器的位置和转矩的关系；

图8表示第一促动器的速度和转矩的关系；

图9表示第一促动器的加速度和转矩的关系；

图10是表示单体扰动力辨识处理的控制框图；

图11是表示干扰力辨识处理的控制框图；

图12表示解析结果；

图13表示解析结果；

图14表示解析结果；

图15是其它实施方式中的控制框图。

标号说明

10：第一活动部，11：第一旋转轴部件，12：圆盘

20：第二活动部，21：第二旋转轴部件

23：第一齿轮，24：第二齿轮

30：第一促动器，40：第二促动器

100：第一控制部，200：第二控制部

具体实施方式

下面，参照附图，说明将本发明的干扰力补偿控制装置具体化的实施方式。

(1.本实施方式的结构)

(1-1.机械装置的结构)

本发明的干扰力补偿控制装置是控制下面说明的机械装置的装置。该机械装置具备多个活动部和驱动各个活动部的多个促动器。而且，该机械装置具有因各个活动部动作而对其它活动部的动作作用干扰力的结构。即，若某一活动部动作，则该动作影响其它活动部的动作。

作为该机械装置的例子，如图1所示。例如，适用于吸附电子零件安装器中的电子零件的头等。具体而言，机械装置具备：第一活动部10；第二活动部20，其被支承于第一活动部10；第一促动器30，其驱动第一活动部10旋转；第二促动器40，其驱动第二活动部20旋转。在此，在本例的机械装置中，第一活动部10和第二活动部20是直接连接设置的关系。另外，本发明也能够适用于第一活动部10和第二活动部20经由其它活动部间接连接设置的机械装置。

第一活动部10具备第一旋转轴部件11、圆盘12、和滑动轴承13。第一旋转轴部件11是与作为第一促动器30的电机的输出轴连结的轴部件。即，第一旋转轴部件11由第一促动器30绕轴X1驱动旋转。圆盘12与第一旋转轴部件11位于同轴上而一体设置于第一旋转轴部件11的末端(在图1中，为上端)。即，通过第一促动器30驱动，第一旋转轴部件11及圆盘12绕轴X1自转。而且，在圆盘12上，在从旋转中心偏心的位置上设有圆形截面的通孔12a。滑动轴承13形成为环状，嵌插在圆盘12的圆形孔12a中。

第二活动部20具备第二旋转轴部件21、末端部件22、第一齿轮23、第二齿轮24、和第三齿轮25。第二旋转轴部件21经由滑动轴承13支承于圆盘12的圆形孔12a。即，第二旋转轴部件21设置成能够相对于圆盘12绕第二旋转轴部件21的中心轴X2相对旋转。因此，第二旋转轴部件21具有与圆盘12直接连接设置的关系。

末端部件22与第二旋转轴部件21位于同轴上而一体设置于第二旋转轴部件21的末端(在图1中，为上端)。第一齿轮23构成外齿齿轮，与第二旋转轴部件21同轴地一体设置。第二齿轮24构成外齿齿轮。该第二齿轮24与第一旋转轴部件11同轴地配置于第一旋转轴部件11的外周侧，经由滚动轴承24a、24b，能够相对旋转地支承于第一旋转轴部件11。即，第二齿轮24具有与第一旋转轴部件11直接连接设置的关系。而且，第二齿轮24与第一齿轮23啮合。第三齿轮25构成外齿齿轮，与作为第二促动器40的电机的输出轴连结，设置成能够绕轴X3旋转。而且，第三齿轮25与第二齿轮24啮合。

通过第二促动器40驱动，第三齿轮25绕轴X3自转，通过第三齿轮25的自转，第二齿轮24相对于第一旋转轴部件11绕轴X1相对自转，通过第二齿轮24自转，第一齿轮23、第二旋转轴部件21及末端部件22绕轴X2自转。

另外，在第一促动器30驱动而第二促动器40不驱动时，第二旋转轴部件21伴随着圆盘12绕轴X1的自转，绕轴X1公转。这时，第一齿轮23和第二齿轮24啮合，因此第二旋转轴部件21绕轴X1一边自转一边公转。另外，第一促动器30及第二促动器40驱动时，第二旋转轴部件21一边作用有通过仅第一促动器30的驱动产生的动作和通过仅第二促动器40的驱动产生的动作，一边进行动作。

(1-2.作用于机械装置的力)

在上述机械装置中，关于第一促动器30及第二促动器40驱动时分别作用于第一活动部10和第二活动部20的扰动力，参照图2进行说明。下面，说明作用于第一活动部10的扰动力，对第二活动部20也产生相同的扰动力。

如图2所示，作用于第一活动部10的扰动力可以分类为：因第一活动部10的单体的动作产生的扰动力(下面，称为“单体扰动力”)、因第二活动部20的动作而对第一活动部10的动作作用的干扰力。

单体扰动力包括在第一活动部10和固定部件(未图示)的滑动面上作用的力、和在构成第一活动部10的部件11～13之间的滑动面上作用的力。该单体扰动力分类为：作为第一活动部10的单体而作用的非线性摩擦、用于控制第一活动部10的模型化误差。如进一步将单体扰动力中的非线性摩擦进行详细分类，则该非线性摩擦分类为：在稳定位置附近的非线性弹簧摩擦、库伦摩擦、粘性摩擦。而且，非线性弹簧摩擦及库伦摩擦由作为单体非线性弹簧模型的数式模型定义，粘性摩擦依赖于单体的速度，因此由作为单体速度模型的数式模型定义。另外，模型化误差是相当于第一活动部10自身的惯性力矩及第一促动器30的转矩常数的模型化误差的扰动成分，能够通过单体的加速度表示，因此由作为单体加速度模型的数式模型定义。

干扰力是在连接设置的第一活动部10和第二活动部20之间作用于活动部彼此的滑动面之间的力。具体而言，第一活动部10和第二活动部20直接连接设置(直接接触)时，干扰力是在第一活动部10和第二活动部20的滑动面上相互作用的力。另外，第一活动部10和第二活动部20经由其它活动部间接连接设置时，干扰力是在第一活动部10和其它活动部的滑动面及第二活动部20和该其它活动部的滑动面上相互作用的力。此外，干扰力在第一活动部10和第二活动部20之间连接设置有多个其它活动部时，也包括作用于其它活动部彼此的滑动面的力。本实施方式中的机械装置例示了只具有前者的结构。

该干扰力分类为：因第二活动部20的动作而对第一活动部10作用的相对非线性摩擦、因第二活动部20的动作而第一活动部10连动作用的力(下面，称为“连动力”)。这里所说的连动力，例如，在图1中，若圆盘12绕轴X1自转，则第二旋转轴部件21绕轴X1公转。即，第二旋转轴部件21与圆盘12的自转连动，绕轴X1公转。这时，将第二旋转轴部件21从圆盘12接受的力叫做连动力。

若将干扰力中的相对非线性摩擦进一步详细分类，则该相对非线性摩擦分类为：在相对的稳定位置附近的相对非线性弹簧摩擦、相对库伦摩擦、相对粘性摩擦。而且，相对非线性弹簧摩擦及相对库伦摩擦由作为相对非线性弹簧模型的数式模型定义，相对粘性摩擦依赖于相对速度，因此由作为相对速度模型的数式模型定义。另外，连动力能够通过相对加速度表示，因此由作为相对加速度模型的数式模型定义。

(1-3.干扰力补偿控制装置的结构)

(1-3-1.控制框线图)

然后，参照图3，说明在上述机械装置中，控制第一促动器30及第二促动器40的干扰力补偿控制装置。该干扰力补偿控制装置具有控制第一促动器30的第一控制部100、控制第二促动器40的第二控制部200。另外，在本实施方式中，列举了将促动器设为两个的例子，因此干扰力补偿控制装置具有两个控制部，但控制部的数量对应于促动器的数量。

第一控制部100由位置指令值生成部110、第一FF(前馈)补偿器120、第二FF补偿器130、偏差计算器140、FB(反馈)补偿器150、基准转矩计算器160、扰动补偿器170、补偿转矩计算器180、作为第一促动器30的装置190的传递特性构成。

另外，第二控制部200具有实质上与第一控制部100相同的结构。省略第二控制部200的详细结构。需要说明的是，在两者中，各结构的实际系数等不同。而且，在图3中，第二控制部200的各结构的标号是将第一控制部100的各结构的标号的百位数值“1”改为“2”进行图示。另外，关于记号的下标，将第一控制部100的记号下标设为“r”，将第二控制部200的记号下标设为“q”。

下面，主要说明第一控制部100的详细结构。需要说明的是，根据需要，说明第二控制部200的结构。

位置指令值生成部110基于控制程序生成电机的位置指令值r_r作为第一促动器30。第一FF补偿器120是基于互质分解(co-primefactorization)的FF补偿器，算出作为第一促动器30的电机的目标位置轨道(相当于本发明的“第一目标位置指令值”)θ^* _r。而且，第二FF补偿器130是基于互质分解的FF补偿器，与第一FF补偿器120一起规定含有瞬态响应的负荷位置的目标值跟踪特性。该第二FF补偿器130算出相当于转矩的补偿值。在此，构成第二控制部200的第一FF补偿器220算出作为第二促动器40的电机的目标位置轨道(相当于本发明的“第二目标位置指令值”)θ^* _q。

偏差计算器140从通过第一FF补偿器120算出的目标位置轨道θ^* _r将作为第一促动器30的电机的实际位置(角度)θ_r当作反馈而减去。而且，偏差计算器140算出作为位置偏差的轨迹跟踪误差e_r。FB补偿器150对通过偏差计算器140算出的轨迹跟踪误差e_r进行FB补偿，算出相当于转矩的值。该FB补偿器150以鲁棒稳定化为前提规定对模型化误差及扰动的抑制性能。

基准转矩计算器160(相当于本发明的“第一基准推力指令值计算单元”)将通过第二FF补偿器130算出的转矩值和通过FB补偿器150算出的转矩值相加，算出对于电机的基准转矩指令值τ_r(相当于本发明的“第一基准推力指令值”)。

扰动补偿器170算出受参照图2说明的扰动力影响的对于作为第一促动器30的电机的补偿转矩τ_d.out.r。该补偿转矩τ_d.out.r是将因第二活动部20的动作引起的干扰力τ_int.out.r和作为第一活动部10以单体作用的扰动力的单体扰动力τ_single.out.r相加而得到的值。

该扰动补偿器170若进一步区分功能，则具备干扰力处理部171、单体扰动力处理部172、和扰动加法器173而构成。干扰力处理部171(相当于本发明的“第一干扰力模型存储单元”及“第一干扰力计算单元”)存储将图2所示的干扰力作为数式模型定义的干扰力模型。关于该干扰力模型，在后面进行详细说明。而且，干扰力处理部171利用干扰力模型，且利用通过第二控制部200的第一FF补偿器220算出的电机的目标位置轨道θ^* _q，算出第一活动部10受第二活动部20影响的干扰力τ_int.outr。

单体扰动力处理部172(相当于本发明的“第一单体扰动力模型存储单元”及“第一单体扰动力计算单元”)存储将图2所示的单体扰动力作为数式模型定义的单体扰动力模型。关于该单体扰动力模型，在后面进行详细说明。而且，单体扰动力处理部172利用单体扰动力模型，且利用通过第一控制部100的第一FF补偿器120算出的电机的目标位置轨道θ^* _r，算出通过第一活动部10自身作用的单体扰动力τ_single.out.r。

扰动加法器173将干扰力τ_int.out.r和单体扰动力τ_single.out.r相加，算出影响第一活动部10的扰动力τ_d.out.r。即，扰动力τ_d.out.r如式(4)那样定义。另外，第二控制部200的扰动加法器273按照式(5)，算出影响第二活动部20的扰动力τ_d.out.q。

【式4】

τ_d.out.r＝τ_single.out.r+τ_int.out.r    ···(4)

τ_d.out.r：第一控制部100中的扰动力

τ_single.out.r：第一控制部100中的单体扰动力

τ_int.out.r：第一控制部100中的干扰力

【式5】

τ_d.out.q＝τ_single.out.q+τ_int.out.q    ···(5)

τ_d.out.q：第二控制部200中的扰动力

τ_single.out.q：第二控制部200中的单体扰动力

τ_int.out.q：第二控制部200中的干扰力

补偿转矩计算器180(相当于本发明的“第一补偿单元”)通过将通过基准转矩计算器160算出的基准转矩指令值τ_r和通过扰动加法器173算出的扰动力τ_d.out.r相加，算出补偿转矩指令值τ_rev.r。即，该补偿转矩指令值τ_rev.r是补偿扰动力τ_d.out.r后的转矩指令值。而且，补偿转矩计算器180将算出的补偿转矩指令值τ_rev.r作为控制信号，对作为第一促动器30的电机输出。

装置190表示第一促动器30的传递特性。即，作为第一促动器30的电机基于补偿转矩指令值τ_rev.r进行驱动。而且，将此时的该电机的实际位置表示为θ_r。另外，电机的实际位置θ_r通过例如旋转变压器或编码器等旋转角检测器检测。

在此，第二控制部200如上所述，是与第一控制部100实质上相同的结构。因此，本实施方式中的干扰力补偿控制装置的例子中，第一促动器30和第二促动器40相互补偿包括干扰力τ_int.out.r、τ_int.out.q在内的扰动力τ_d.out.r、τ_d.out.q而被控制。

(1-3-2.干扰力模型的计算方法)

然后，下面说明干扰力处理部171、271中存储的干扰力模型。在此，作为数式模型，存储于第一控制部100的干扰力处理部171中的干扰力模型和存储于第二控制部200的干扰力处理部271中的干扰力模型只是系数不同，实质上是相同的。因此，在下面，利用省略了表示第一控制部100的下标“r”及表示第二控制部200的下标“q”的记号进行说明。

干扰力模型由式(6)所示的数式模型定义。即，干扰力模型τ_int.out基于将分别分开设定的相对非线性型弹簧特性模型τ_f.spring.int、相对速度模型τ_f.vel.int和相对加速度模型τ_f.acc.int相加而得到的数式模型设定。在此，相对非线性型弹簧特性模型τ_f.spring.int将活动部间摩擦力、即相对非线性弹簧摩擦及相对库伦摩擦定义作为数式模型。相对速度模型τ_f.vel.int将相对粘性摩擦定义作为数式模型。相对加速度模型τ_f.acc.int将连动力定义作为数式模型。

【式6】

τ_int.out＝τ_f.spring.int+τ_f.vel.int+τ_f.acc.int    ···(6)

τ_int.out：干扰力模型

τ_f.spring.int：相对非线性型弹簧特性模型

τ_f.vel.int：相对速度模型

τ_f.acc.int：相对加速度模型

式(6)中的相对非线性型弹簧特性模型τ_f.spring.int如式(7)那样定义。该式(7)所示的相对非线性型弹簧特性模型的输出如图4所示。图4将横轴设为时间，将纵轴设为相对非线性型弹簧特性模型τ_f.spring.int。

在此，相对速度的反转是指例如第一旋转轴部件11和第二齿轮24的相对速度的反转。例如，第一旋转轴部件11以一定速度自转时，即使在第二齿轮24向与第一旋转轴部件11相同的方向自转的情况下，第二齿轮24的速度变化时，相对速度有时也会发生反转。

【式7】

$F_{\mathrm{int}.p}\left(s\right)=K_{\mathrm{int}.p}\·\frac{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.p}^2}{s^2+2\·{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.p}\·s+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.p}^2}$

$F_{\mathrm{int}.m}\left(s\right)=K_{\mathrm{int}.m}\·\frac{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.m}^2}{s^2+2\·{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.m}\·s+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.m}^2}$

T′_rev＝T_rev+n_rev·T_s

T_int.m＝T_intΔω+n_int.m·T_s

τ_f.spring.int：相对非线性型弹簧特性模型

F_int.p(s)，F_int.m(s)：与相对非线性型弹簧特性对应的二次标准传递特性

时滞要素

u_step：步骤信号(动作时：1，非动作时：0)

K_int.p，K_int.m：系数

ω_int.p，ω_int.m：二次标准传递特性固有角频率

T_rev：相对速度方向反转时刻

T_int.Δω：在稳定位置附近的向相对库伦摩擦速度阈值5[rad/s]的到达时刻

T_s：采样时间

n_rev，n_int.m：相对库伦摩擦速度阈值的校正值

另外，式(6)中的相对速度模型τ_f.vel.int如式(8)那样定义。在此，在图5中，将第一促动器30的行程固定在-3,000pls时，将第二促动器40的行程为+6,000pls的情况表示为(a)，为+20,000pls的情况表示为(b)，为+30,000pls的情况表示为(c)。由图5能够确认与相对速度成比例的扰动正在作用。因此，式(8)所示的相对速度模型τ_f.vel.int对通过一定相对速度试验获得的相对粘性摩擦进行多项式逼近。另外，在图5中，虚线是式(8)的相对速度模型τ_f.vel.int产生的输出。

【式8】

${\mathrm{\τ}}_{f.\mathrm{vel}.\mathrm{int}}=D_{\mathrm{rel}}\·\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}(a_{\mathrm{rel}.i}\·\frac{{{\mathrm{d\θ}*}_{\mathrm{rel}}}^i}{\mathrm{dt}})...\left(8\right)$

τ_f.vel.int：相对速度模型

D_rel：相对粘性摩擦系数

a_rel.i：相对粘性摩擦力的多项式逼近系数(i＝1～5)

相对速度

另外，式(6)中的相对加速度模型τ_f.acc.int如式(9)那样定义。在此，在图6中，将第一促动器30的行程固定在-3,000pls时，将第二促动器40的行程为+6,000pls的情况表示为(a)，为+20,000pls的情况表示为(b)，为+30,000pls的情况表示为(c)。由图6能够确认相对加速度在从负的区域朝正的区域向右肩上方倾斜。可认为这是因为第一促动器30受到与第二促动器40的动作连动的力。

【式9】

${\mathrm{\τ}}_{f.\mathrm{acc}.\mathrm{int}}=K_{a-\mathrm{rel}}\·\frac{d^2{\mathrm{\θ}*}_{\mathrm{rel}}}{{\mathrm{dt}}^2}...\left(9\right)$

τ_f.acc.int：相对加速度模型

K_a-rel：连动力系数

相对加速度

(1-3-3.单体扰动力模型的计算方法)

然后，下面说明单体扰动力处理部172、272中存储的单体扰动力模型。在此，作为数式模型，第一控制部100的单体扰动力处理部172中存储的单体扰动力模型和第二控制部200的单体扰动力处理部272中存储的单体扰动力模型只是系数不同，实质上是相同的。因此，在下面，利用省略了表示第一控制部100的下标“r”及表示第二控制部200的下标“q”的记号进行说明。

单体扰动力模型由式(10)所示的数式模型定义。即，单体扰动力模型τ_single.out基于将分别分开设定的单体非线性型弹簧特性模型τ_{f.spring.single}、单体速度模型τ_f.vel.single和单体加速度模型τ_f.acc.single相加而得到的数式模型设定。在此，单体非线性型弹簧特性模型τ_{f.spring.single}将单体摩擦力、即非线性弹簧摩擦及库伦摩擦定义作为数式模型。单体速度模型τ_f.vel.single将单体粘性摩擦定义作为数式模型。单体加速度模型τ_f.acc.single作为模型化误差定义作为由加速度成分表示的数式模型。

【式10】

τ_single.out＝τ_{f.spring.single}+τ_f.vel.single+τ_f.acc.single  ···(10)

τ_single.out：单体扰动力模型

τ_{f.spring.single}：单体非线性型弹簧特性模型

τ_f.vel.single：单体速度模型

τ_f.acc.single：单体加速度模型

式(10)中的单体非线性型弹簧特性模型τ_{f.spring.single}如式(11)那样定义。在此，在图7中，将第一促动器30的行程为+6,000pls的情况表示为(a)，为+20,000pls的情况表示为(b)，为+30,000pls的情况表示为(c)。由图7能够确认在稳定位置附近扰动急剧变化。可知这是由于在稳定位置附近的非线性弹簧摩擦及库伦摩擦的变化引起的。因此，式(11)所示的单体非线性型弹簧特性模型τ_{f.spring.single}提供二次标准传递特性和步骤信号作为输入，表现为非线性弹簧要素和库伦摩擦的和。另外，在图7中，虚线是式(11)的单体非线性型弹簧特性模型τ_{f.spring.single}产生的输出。

【式11】

${\mathrm{\τ}}_{f.\mathrm{spring}.\sin \mathrm{gle}}=\{F_{\sin \mathrm{gle}.p}\left(s\right)-e^{-T_{\sin \mathrm{gle}.m}\·s}\·F_{\sin \mathrm{gle}.m}\left(s\right)\}\·u_{\mathrm{step}}+\mathrm{const}...\left(11\right)$

$F_{\sin \mathrm{gle}.p}\left(s\right)=K_{\sin \mathrm{gle}.p}\·\frac{{\mathrm{\ω}}_{\sin \mathrm{gle}.p}^2}{s^2+2\·{\mathrm{\ω}}_{\sin \mathrm{gle}.p}\·s+{\mathrm{\ω}}_{\sin \mathrm{gle}.p}^2}$

$F_{\sin \mathrm{gle}.m}\left(s\right)=K_{\sin \mathrm{gle}.m}\·\frac{{\mathrm{\ω}}_{\sin \mathrm{gle}.m}^2}{s^2+2\·{\mathrm{\ω}}_{\sin \mathrm{gle}.m}\·s+{\mathrm{\ω}}_{\sin \mathrm{gle}.m}^2}$

T_single.m＝T_single.△ω+n_single.m·T_s

τ_{f.spring.single}：单体非线性型弹簧特性模型

F_single.p(s)，F_single.m(s)：与单体非线性型弹簧特性对应的二次标准传递特性

时滞要素

u_step：步骤信号(动作时：1，非动作时：0)

K_single.p，K_single.m：系数

ω_single.p，ω_single.m：二次标准传递特性固有角频率

T_single.Δω：在稳定位置附近的向相对库伦摩擦速度阈值5[rad/s]的到达时刻

T_s：采样时间

n_single.m：库伦摩擦速度阈值的校正值

const：常数

另外，式(10)中的单体速度模型τ_f.vel.single如式(12)那样定义。在此，在图8中，将第一促动器30的行程固定在-3,000pls时，将第二促动器40的行程为+6000pls的情况表示为(a)，为+20000pls的情况表示为(b)，为+30000pls的情况表示为(c)。由图8能够确认作用有与速度成比例的扰动。可认为，该扰动相当于粘性摩擦力。因此，式(12)所示的单体速度模型τ_f.vel.single对通过一定相对速度试验获得的粘性摩擦进行多项式逼近。另外，在图8中，虚线是式(12)的单体速度模型τ_f.vel.single产生的输出。

【式12】

${\mathrm{\τ}}_{f.\mathrm{vel}.\sin \mathrm{gle}}=D_{\sin \mathrm{gle}}\·\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}(a_{\sin \mathrm{gle}.i}\·\frac{{{\mathrm{d\θ}*}_{\sin \mathrm{gle}}}^i}{\mathrm{dt}})...\left(12\right)$

τ_f.vel.single：单体速度模型

D_single：粘性摩擦系数

a_single.i：粘性摩擦力的多项式逼近系数(i＝1～5)

单体速度(目标轨道的一阶微分值)

另外，式(10)中的单体加速度模型τ_f.acc.single如式(13)那样定义。在此，在图9中，将第一促动器30的行程为+6000pls的情况表示为(a)，为+20000pls的情况表示为(b)，为+30000pls的情况表示为(c)。由图9，能够确认单体加速度从负的区域朝正的区域向右肩上方倾斜。该倾斜是基于互质分解的前馈补偿器设计模型和实际的控制对象的惯性值及转矩常数的误差的影响引起的。

【式13】

${\mathrm{\τ}}_{f.\mathrm{acc}.\sin \mathrm{gle}}=K_{a-\sin \mathrm{gle}}\·\frac{d^2{\mathrm{\θ}*}_{\sin \mathrm{gle}}}{{\mathrm{dt}}^2}...\left(13\right)$

τ_f.acc.single：单体加速度模型

K_a-single：惯性值校正系数

单体加速度(目标轨道的二阶微分值)

(1-4.扰动补偿器的各模型的辨识处理)

(1-4-1.各模型的辨识处理的概要)

然后，说明上述扰动补偿器170中的单体扰动力模型及干扰力模型的辨识处理。通过各模型的辨识处理，决定各模型的系数。两种模型中，最初进行单体扰动力模型的辨识处理，然后，利用单体扰动力模型进行干扰力模型的辨识处理。

(1-4-2.单体扰动力模型的辨识处理)

参照图10说明单体扰动力模型的辨识处理。在图10中，与图3相同的标号表示相同结构，省略详细说明。在单体扰动力模型的辨识处理中，干扰力补偿控制装置具备单体扰动力辨识用位置指令值生成部310和单体扰动力辨识处理部320。单体扰动力辨识用位置指令值生成部310生成与图3的位置指令值生成部110同类的位置指令值r_r。需要说明的是，基于辨识用程序，生成该位置指令值r_r。

而且，第一控制部100根据通过单体扰动力辨识用位置指令值生成部310生成的位置指令值r_r，执行与一般控制相同的控制处理。即，作为第一促动器30的电机进行旋转驱动。需要说明的是，这时，在第一控制部100中，不执行扰动补偿器170。

这时，单体扰动力辨识处理部320利用通过第一控制部100的第一FF补偿器120算出的电机的目标位置轨道θ^* _r和作为第一促动器30的电机的实际位置(角度)θ_r，辨识单体扰动力。在此，单体扰动力辨识处理部320通过反复进行学习控制，而辨识单体扰动力。这样辨识后的单体扰动力模型存储在单体扰动力处理部172中。

(1-4-3.干扰力模型的辨识处理)

参照图11说明干扰力模型的辨识处理。在图11中，与图3相同的标号表示相同结构，省略详细说明。在此，说明第一控制部100中的干扰力处理部171中存储的干扰力模型的辨识处理。

在该干扰力模型的辨识处理中，干扰力补偿控制装置具备：对于第一控制部100的干扰力辨识用位置指令值生成部410、对于第二控制部200的干扰力辨识用位置指令值生成部420、和干扰力辨识处理部430。干扰力辨识用位置指令值生成部410、420生成与图3的位置指令值生成部110、210同种的位置指令值r_r、r_q。需要说明的是，基于辨识用程序，生成该位置指令值r_r、r_q。

而且，第一控制部100及第二控制部200根据通过干扰力辨识用位置指令值生成部410、420生成的位置指令值r_r、r_q，执行与一般控制相同的控制处理。即，作为第一、第二促动器30、40的电机分别进行旋转驱动。这时，在第一控制部100中，不执行干扰力处理部171、单体扰动力处理部172及扰动加法器173。

这时，干扰力辨识处理部430利用通过第一控制部100的第一FF补偿器120算出的电机的目标位置轨道θ^* _r、通过第二控制部200的第一FF补偿器220算出的电机的目标位置轨道θ^* _q、作为第一促动器30的电机的实际位置(角度)θ_r、和单体扰动力处理部172中存储的单体扰动力模型，辨识干扰力。在此，干扰力辨识处理部430通过反复进行学习控制，辨识干扰力。这样辨识后的干扰力模型存储在干扰力处理部171。另外，第二控制部200中的干扰力处理部271中存储的干扰力模型的辨识处理通过将对于上述第一控制部100的处理调换为对于第二控制部200的处理，成为实质上相同的处理。

(2.解析)

然后，对上述干扰力补偿控制装置的效果进行解析。为了比较，将没有执行第一控制部100及第二控制部200中的扰动补偿器170、270的情况(比较例1)及没有执行第一控制部100及第二控制部200中的干扰力处理部171、271的情况(比较例2)作为例子举出。即，比较例1相当于没有进行扰动补偿的情况，比较例2相当于进行了对于单体扰动力的补偿的情况。

作为解析条件，将第一促动器30的行程设为+30,000pls，第二促动器40的行程设为+6,000pls时，比较定位结果。解析结果如图12～图14所示。

图12(A)表示第一促动器30的位置偏差的时间响应，图12(B)表示第二促动器40的位置偏差的时间响应。另外，图13(A)表示第一促动器30的轨迹跟踪误差的时间响应，图13(B)表示第二促动器40的轨迹跟踪误差的时间响应。图14(A)表示第一促动器30的扰动补偿转矩的时间响应，图14(B)表示第二促动器40的扰动补偿转矩的时间响应。另外，在图12～图14的坐标图内部，将本实施方式设为(a)，比较例1设为(b)，比较例2设为(c)。

通过图12～图14，能够确认，与比较例1、2相比，进行了本实施方式的干扰力补偿和单体扰动力补偿时，补偿性能得以提高。特别是，能够使图13(A)(B)所示的轨迹跟踪误差非常小。另外，可知，第一活动部10从第二活动部20受到的在稳定位置附近的干扰力的影响小，相对于此，第二活动部20从第一活动部10受到的干扰力的影响大。

由以上，能够通过利用干扰力模型进行扰动力补偿，来高精度地进行定位。特别是，考虑通过第一活动部10和第二活动部20之间的摩擦力(活动部间摩擦力)的影响而第一活动部10和第二活动部20中一个活动部的动作影响另一个活动部的动作的干扰力，驱动一个活动部，由此能够高精度地进行该一个活动部的位置控制。

另外，如上所述，关于干扰力模型，通过将相对非线性弹簧特性模型、基于粘性摩擦力的相对速度模型、相对加速度模型作为分别不同的数式模型设定，能够把握更详细的物理现象。而且，通过利用将这些相加而得到的数式模型设定干扰力模型，能够高精度地算出第一活动部10和第二活动部20中一个活动部影响另一个活动部的干扰力。其结果是，能够进行高精度的定位。

进而，除了进行基于干扰力模型的扰动力补偿以外，还进行基于单体扰动力模型的扰动力补偿，由此能够更高精度地进行第一活动部10及第二活动部20的位置控制。另外，单体扰动力模型也与干扰力模型同样，通过将单体非线性弹簧特性模型、基于粘性摩擦力的单体速度模型和单体加速度模型设定作为分别不同的数式模型，能够把握更详细的物理现象。而且，通过利用将这些相加而得到的数式模型设定单体扰动力模型，能够高精度地算出因通过活动部自身的动作产生的摩擦力引起的单体扰动力。其结果是，能够进行高精度的定位。进而通过将单体加速度模型设定作为数式模型，能够可靠地减少活动部自身的惯性力矩及促动器的转矩常数的模型化误差。

进而通过对第一控制部100及第二控制部200这两者设置扰动补偿器170、270，即使第一活动部10和第二活动部20相互影响，也能够可靠地进行扰动力补偿。

(其它)

在上述实施方式中，对第一控制部100和第二控制部200这两者设置扰动补偿器170、270。在此，由上述解析结果可知，第一活动部10从第二活动部20受到的在稳定位置附近的干扰力的影响小，相对于此，第二活动部20从第一活动部10受到的干扰力的影响大。因此，如图15所示，在第二控制部200的扰动补偿器270中，使干扰力处理部271及单体扰动力处理部272起作用，但是，也可以使第一控制部100的扰动补偿器170的干扰力处理部271不起作用，而仅使单体扰动力处理部172起作用。通过这样处理，能够不大幅提高运算处理能力而得到较大的效果。

另外，在上述实施方式中，以旋转体为对象，但是也可以以直动的装置为对象。即使在直动的情况下，一个活动部对另一个活动部作用干扰力时，也可适用本发明。

Claims (13)

1.一种干扰力补偿控制装置，在具备多个活动部和驱动各个所述活动部的多个促动器的机械装置中，在因第二活动部动作而对第一活动部的动作作用干扰力时，补偿该干扰力而控制所述机械装置，其中，

所述第一活动部和所述第二活动部具有直接连接设置的关系，或具有经由其它活动部间接连接设置的关系，

所述干扰力补偿控制装置具备：

干扰力模型存储单元，存储基于在连接设置的所述第一活动部和所述第二活动部之间产生于活动部彼此的滑动面之间的活动部间摩擦力设定的干扰力模型；

第一基准推力指令值计算单元，基于对于驱动所述第一活动部的第一促动器的第一目标位置指令值，算出对于所述第一促动器的第一基准推力指令值；

第一干扰力计算单元，基于对于驱动所述第二活动部的第二促动器的第二目标位置指令值和所述干扰力模型，算出由于所述活动部间摩擦力的影响而因所述第二活动部的动作对所述第一活动部的动作作用的第一干扰力；

第一补偿单元，通过将所述第一基准推力指令值和所述第一干扰力相加算出第一补偿推力指令值，基于所述第一补偿推力指令值控制所述第一促动器。

2.如权利要求1所述的干扰力补偿控制装置，其中，

在将基于所述第一活动部和所述第二活动部的滑动面上的库伦摩擦及非线性弹簧摩擦设定的数式模型定义为相对非线性型弹簧特性模型，

并将基于在所述滑动面上对应于所述第一活动部和所述第二活动部的相对速度产生的相对粘性摩擦力设定的数式模型定义为相对速度模型时，

所述干扰力模型基于将分别分开设定的所述相对非线性型弹簧特性模型和所述相对速度模型相加而得到的数式模型设定。

3.如权利要求2所述的干扰力补偿控制装置，其中，

在将基于在所述滑动面上对应于所述第一活动部和所述第二活动部的相对加速度产生的连动力设定的数式模型定义为相对加速度模型时，

所述干扰力模型基于将分别分开设定的所述相对非线性型弹簧特性模型、所述相对速度模型和所述相对加速度模型相加而得到的数式模型设定。

4.如权利要求1～3中任一项所述的干扰力补偿控制装置，其中，

所述第一活动部具备：第一单体扰动力模型存储单元，存储基于所述第一活动部和固定部件之间的滑动面或构成所述第一活动部自身的部件间的滑动面上的单体摩擦力设定的第一单体扰动力模型；

第一单体扰动力计算单元，基于对于所述第一促动器的第一目标位置指令值和所述第一单体扰动力模型，算出由于所述单体摩擦力的影响而因所述第一活动部自身的动作对所述第一活动部的动作作用的第一单体扰动力，

所述第一补偿单元通过将所述第一基准推力指令值、所述第一干扰力及所述第一单体扰动力相加算出所述第一补偿推力指令值，基于所述第一补偿推力指令值控制所述第一促动器。

5.如权利要求4所述的干扰力补偿控制装置，其中，

在将基于所述第一活动部和固定部件之间的滑动面或构成所述第一活动部自身的部件间的滑动面上的库伦摩擦及非线性弹簧摩擦设定的数式模型定义为单体非线性型弹簧特性模型，

并将基于对应于所述第一活动部自身的动作速度产生的粘性摩擦力设定的数式模型定义为单体速度模型时，

所述第一单体扰动力模型基于将分别分开设定的所述单体非线性型弹簧特性模型和所述单体速度模型相加而得到的数式模型设定。

6.如权利要求5所述的干扰力补偿控制装置，其中，

在将作为所述第一活动部自身的惯性力矩及所述第一促动器的转矩常数的模型化误差的数式模型定义为单体加速度模型时，

所述第一单体扰动力模型基于将分别分开设定的所述单体非线性型弹簧特性模型、所述单体速度模型和所述单体加速度模型相加而得到的数式模型设定。

7.如权利要求1～6中任一项所述的干扰力补偿控制装置，其中，

关于所述第一活动部和所述第二活动部，分别相互补偿由于所述活动部间摩擦力的影响产生的该干扰力而进行控制。

8.如权利要求1～7中任一项所述的干扰力补偿控制装置，其中，

补偿因所述第二活动部的动作对所述第一活动部的动作作用的所述第一干扰力，控制所述第一促动器，

并且，不补偿因所述第一活动部的动作对所述第二活动部的动作作用的第二干扰力，控制所述第二促动器。

9.如权利要求1～8中任一项所述的干扰力补偿控制装置，其中，

所述干扰力模型基于实际驱动所述第一活动部及所述第二活动部时的所述第一目标位置指令值和所述第一活动部的实际位置，反复进行学习控制，从而被辨识。

10.如权利要求2所述的干扰力补偿控制装置，其中，

所述相对非线性型弹簧特性模型由式(1)定义：

【式1】

$F_{\mathrm{int}.p}\left(s\right)=K_{\mathrm{int}.p}\·\frac{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.p}^2}{s^2+2\·{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.p}\·s+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.p}^2}$

$F_{\mathrm{int}.m}\left(s\right)=K_{\mathrm{int}.m}\·\frac{{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.m}^2}{s^2+2\·{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.m}\·s+{\mathrm{\ω}}_{\mathrm{int}.m}^2}$

T′_rev＝T_rev+n_rev·T_s

T_int.m＝T_int.Δω+n_int.m·T_s

τ_f.spring.int：相对非线性型弹簧特性模型

F_int.p(s)，F_int.m(s)：与相对非线性型弹簧特性对应的二次标准传递特性

时滞要素

u_step：步骤信号(动作时：1，非动作时：0)

K_int.p，K_int.m：系数

ω_int.p，ω_int.m：二次标准传递特性固有角频率

T_rev：相对速度方向反转时刻

T_int.Δω：在稳定位置附近的向相对库伦摩擦速度阈值5[rad/s]的到达时刻

T_s：采样时间

n_rev，n_int.m：相对库伦摩擦速度阈值的校正值。

11.如权利要求2所述的干扰力补偿控制装置，其中，

所述相对速度模型由式(2)定义：

【式2】

${\mathrm{\τ}}_{f.\mathrm{vel}.\mathrm{int}}=D_{\mathrm{rel}}\·\underset{i=1}{\overset{5}{\mathrm{\Σ}}}(a_{\mathrm{rel}.i}\·\frac{{{\mathrm{d\θ}*}_{\mathrm{rel}}}^i}{\mathrm{dt}})...\left(2\right)$

τ_f.vel.int：相对速度模型

D_rel：相对粘性摩擦系数

a_rel.i：相对粘性摩擦力的多项式逼近系数(i＝1～5)

相对速度。

12.如权利要求3所述的干扰力补偿控制装置，其中，

所述相对加速度模型由式(3)定义：

【式3】

${\mathrm{\τ}}_{f.\mathrm{acc}.\mathrm{int}}=K_{a-\mathrm{rel}}\·\frac{d^2{\mathrm{\θ}*}_{\mathrm{rel}}}{{\mathrm{dt}}^2}...\left(3\right)$

τ_f.acc.int：相对加速度模型

K_a-rel：连动力系数

相对加速度。

13.如权利要求1～12中任一项所述的干扰力补偿控制装置，其中，

所述机械装置具备：

第一旋转轴部件；

圆盘，设置于所述第一旋转轴部件的末端；

第一促动器，驱动所述第一旋转轴部件旋转；

第二旋转轴部件，与所述圆盘的旋转同步地相对于所述圆盘公转，并且以能够绕着相对于所述第一旋转轴部件的中心轴偏心的偏心轴自转的方式支承于所述圆盘；

第一齿轮，与所述第二旋转轴部件同轴设置；

第二齿轮，与所述第一旋转轴部件同轴配置于所述第一旋转轴部件的外周侧，以能够相对于所述第一旋转轴部件相对旋转的方式支承于所述第一旋转轴部件，且与所述第一齿轮啮合；

第二促动器，驱动所述第二齿轮绕着所述第一旋转轴部件的中心轴旋转，

所述第一活动部具备所述第一旋转轴部件及所述圆盘，

所述第二活动部具备所述第二旋转轴部件、第一齿轮及第二齿轮。

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