JP6451457B2 - 制御システム - Google Patents
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Description
機械的装置は、モータを備える。この機械的装置は、モータからの力を当接対象に作用させて、当接対象を被当接対象に向けて変位させる。駆動装置は、入力される操作量に応じてモータを駆動する。計測装置は、当接対象の変位に関する物理量を計測する。
且つ、当該推定値が閾値を超える事象の発生時点から所定期間内に推定値が閾値を超えた値を再度示すと、コンプライアンス制御処理を開始するように構成され得る。この構成によれば、反力の推定誤差等に起因する一時的な推定値の上昇で、コンプライアンス制御処理が開始されるのを抑えることができる。
上記反力の推定値Frに対応する位置補正量Xcだけ目標位置軌跡をずらす方向に補正する構成にされ得る。
図1に示す本実施例の画像形成システム1は、例えばインクジェットプリンタとして構成される。この画像形成システム1は、給紙トレイ21に収容された矩形状の用紙Qを、1枚ずつ分離して搬送する。画像形成システム1は、インクジェットヘッド77の下方を通過する用紙Qに画像を形成する。
る状態である。
制御対象の伝達モデルに対応する逆モデルの伝達関数H-1を用いて、対応する操作量U*に変換する。ここ言う制御対象は、ASF駆動回路33への操作量Uの入力から信号処理回路37による制御出力(位置X及び速度V)の計測までの伝達系に対応する。
。
計測を開始する(S255)。更に、現在時刻の目標位置Xrを記憶する(S255)。その後、ASFメインモジュール200は、S260及びS270を実行し、制御器120に、新しい操作量Uを演算及び出力させる。
。その後、ASFメインモジュール200は、状態値FLを値3に変更し(S330)、S370に移行する。
される。
できる。例えば、図8に示す制御ルーチンは、図12に示す制御ルーチンに変更されてもよい。
0…記録機構、60…用紙搬送装置、61…搬送ローラ、62…ピンチローラ、64…排紙ローラ、65…拍車ローラ、67…プラテン、69…PFモータ、70…CR搬送装置、71…キャリッジ、75…CRモータ、77…インクジェットヘッド、79…ヘッド駆動回路、80…記録コントローラ、90…メインコントローラ、91…CPU、93…ROM、95…RAM、99…通信インタフェース、110…目標入力モジュール、120…制御器、130…位置制御器、131…加減算要素、133…ゲイン要素、135…加減算要素、137…ゲイン要素、139…加減算要素、140…コンプライアンス制御器、141…ゲイン要素、142…加減算要素、143…ゲイン要素、144…積分要素、145…ゲイン要素、146…積分要素、147…ゲイン要素、148…加減算要素、150…外乱オブザーバ、170…反力オブザーバ、171…逆モデル演算モジュール、173…加減算要素、175…ローパスフィルタ、177…摩擦推定モジュール、179…加減算要素、190…反力値入力モジュール、200…ASFメインモジュール、201…メモリ、NP…ニップ部、Q…用紙、SN…レジストセンサ。
Claims (18)
- 当接対象を被当接対象に押し当てるための制御システムであって、
モータを含み、前記モータからの力を前記当接対象に作用させて、前記当接対象を前記被当接対象に向けて変位させる機械的装置と、
入力される操作量に応じて前記モータを駆動する駆動装置と、
前記当接対象の変位に関する物理量を計測する計測装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記計測装置により計測された前記物理量から特定される前記当接対象の位置である計測位置と目標位置軌跡に従う目標位置との偏差に基づき、前記駆動装置に入力する前記操作量を算出する位置制御処理と、
前記当接対象に作用する反力であって、前記操作量と前記計測装置によって計測された前記物理量との関係から、前記モータから前記当接対象への動力伝達系で生じる摩擦成分を除いた前記反力を推定する反力推定処理と、
前記反力推定処理により推定された前記反力の推定値に基づくコンプライアンス制御によって、前記位置制御処理から前記駆動装置に入力される前記操作量を補正するコンプライアンス制御処理と、
前記当接対象が前記被当接対象に接触し始めたことに対応して前記推定値が所定条件を満足すると、そのときの前記計測位置又は前記目標位置に基づき、目標反力に対応する目標停止位置を設定して、前記目標停止位置までの目標位置軌跡を新たに設定する位置設定処理と、
を実行することを特徴とする制御システム。 - 当接対象を被当接対象に押し当てるための制御システムであって、
モータを含み、前記モータからの力を前記当接対象に作用させて、前記当接対象を前記被当接対象に向けて変位させる機械的装置と、
入力される操作量に応じて前記モータを駆動する駆動装置と、
前記当接対象の変位に関する物理量を計測する計測装置と、
前記当接対象の変位の開始地点と前記被当接対象が存在する地点との間に配置されて、前記当接対象が通過したことに応じて検出信号を出力するセンサと、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記計測装置により計測された前記物理量から特定される前記当接対象の位置である計測位置と目標位置軌跡に従う目標位置との偏差に基づき、前記駆動装置に入力する前記操作量を算出する位置制御処理と、
前記当接対象に作用する反力であって、前記操作量と前記計測装置によって計測された前記物理量との関係から、前記モータから前記当接対象への動力伝達系で生じる摩擦成分を除いた前記反力を推定する反力推定処理と、
前記反力推定処理により推定された前記反力の推定値に基づくコンプライアンス制御によって、前記位置制御処理から前記駆動装置に入力される前記操作量を補正するコンプライアンス制御処理と、
を実行し、前記計測装置により計測された前記物理量に基づく、前記検出信号が出力された時からの前記当接対象の変位量が、前記センサから前記被当接対象が存在する地点までの距離に対応する値に到達した時点で、前記コンプライアンス制御処理を開始することを特徴とする制御システム。 - 当接対象を被当接対象に押し当てるための制御システムであって、
モータを含み、前記モータからの力を前記当接対象に作用させて、前記当接対象を前記被当接対象に向けて変位させる機械的装置と、
入力される操作量に応じて前記モータを駆動する駆動装置と、
前記当接対象の変位に関する物理量を計測する計測装置と、
コントローラと、
を備え、
前記コントローラは、
前記計測装置により計測された前記物理量から特定される前記当接対象の位置である計測位置と目標位置軌跡に従う目標位置との偏差に基づき、前記駆動装置に入力する前記操作量を算出する位置制御処理と、
前記当接対象に作用する反力であって、前記操作量と前記計測装置によって計測された前記物理量との関係から、前記モータから前記当接対象への動力伝達系で生じる摩擦成分を除いた前記反力を推定する反力推定処理と、
前記反力推定処理により推定された前記反力の推定値に基づくコンプライアンス制御によって、前記位置制御処理から前記駆動装置に入力される前記操作量を補正するコンプライアンス制御処理と、
を実行し、
前記当接対象は、シートであり、前記被当接対象は、当接された前記シートを挟持した状態で回転して、前記シートを更に搬送方向下流に搬送するローラであり、
前記機械的装置は、前記モータからの力を前記シートに作用させて、前記シートを前記被当接対象に向けて搬送する構成にされ、
前記制御システムは、前記ローラによって搬送方向下流に搬送される前記シートに対して所定の処理を実行する処理装置を更に備えることを特徴とする制御システム。 - 前記コントローラは、更に、
前記推定値が目標反力に対応した値に到達したことを条件に、前記駆動装置に前記モータの駆動を停止させる停止制御処理
を実行することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項記載の制御システム。 - 前記コントローラは、更に、
前記推定値が目標反力の所定割合に到達してから所定時間が経過したことを条件に、前記駆動装置に前記モータの駆動を停止させる停止制御処理
を実行することを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか一項記載の制御システム。 - 前記コントローラは、前記当接対象の変位が所定の段階に到達したことを条件に、前記コンプライアンス制御処理を開始すること
を特徴とする請求項1又は請求項3記載の制御システム。 - 前記コントローラは、前記推定値が前記所定条件を満足すると、前記コンプライアンス制御処理を開始する
をことを特徴とする請求項1記載の制御システム。 - 前記所定条件は、前記推定値が前記目標反力より小さい所定の閾値を超えたことを条件に満足されること
を特徴とする請求項7記載の制御システム。 - 前記コントローラは、前記推定値が前記所定条件を満足することとして、前記推定値が前記閾値を超え、且つ、前記推定値が前記閾値を超える事象の発生時点から所定期間内に前記推定値が前記閾値を超えた値を再度示すと、前記コンプライアンス制御処理を開始することを特徴とする請求項8記載の制御システム。
- 前記コントローラは、前記位置設定処理において、前記事象の発生時点での前記計測位置又は前記目標位置に基づき、前記目標停止位置を設定すること
を特徴とする請求項9記載の制御システム。 - 前記コントローラは、更に、
前記当接対象と前記被当接対象との接触に起因する反力成分が含まれない期間の前記推定値を抽出し、抽出された前記推定値に基づき、前記閾値を設定する閾値設定処理
を実行すること
を特徴とする請求項8〜請求項10のいずれか一項記載の制御システム。 - 前記コントローラは、前記閾値設定処理において、前記期間の内、前記当接対象の加速区間を除く期間の前記推定値を抽出すること
を特徴とする請求項11記載の制御システム。 - 前記コントローラは、更に、
前記当接対象と前記被当接対象との接触に起因する反力成分が含まれない期間の前記推定値を抽出し、抽出された前記推定値に基づき、前記目標反力を設定する目標反力設定処理
を実行すること
を特徴とする請求項1、請求項4、請求項5、及び、請求項7〜請求項12のいずれか一項記載の制御システム。 - 前記コントローラは、前記目標反力設定処理において、前記期間の内、前記当接対象の加速区間を除く期間の前記推定値を抽出すること
を特徴とする請求項13記載の制御システム。 - 前記当接対象は、シートであり、
前記機械的装置は、前記モータからの力を前記シートに作用させて、前記シートを前記被当接対象に向けて搬送する構成にされていること
を特徴とする請求項1、請求項2、及び、請求項7〜請求項12のいずれか一項記載の制御システム。 - 前記コントローラは、前記コンプライアンス制御処理において、前記当接対象と前記被当接対象との間の仮想的なバネ特性及びダンパ特性と、前記機械的装置及び前記当接対象のイナーシャ特性と、により規定されるモデルであって、前記推定値と前記操作量に対する補正量との対応関係を表すモデルに基づき、前記位置制御処理から前記駆動装置に入力される前記操作量を、前記推定値を用いて補正すること
を特徴とする請求項1〜請求項15のいずれか一項記載の制御システム。 - 前記コントローラは、前記コンプライアンス制御処理において、前記当接対象と前記被当接対象との間の仮想的なバネ特性を表す値Kcと、前記当接対象と前記被当接対象との間の仮想的なダンパ特性を表す値Dcと、前記機械的装置及び前記当接対象のイナーシャ特性を表す値Jcと、補正係数Kfとを含む次の伝達関数(sはラプラス演算子である)
に従って、前記位置制御処理から前記駆動装置に入力される前記操作量を、前記推定値としての値Frに対応する位置補正量Xcだけ前記目標位置軌跡をずらす方向に補正すること
を特徴とする請求項1〜請求項16のいずれか一項記載の制御システム。 - 前記コントローラは、前記コンプライアンス制御処理において、前記当接対象と前記被当接対象との間の仮想的なバネ特性を表す値Kcと、前記当接対象と前記被当接対象との間の仮想的なダンパ特性を表す値Dcと、前記機械的装置及び前記当接対象のイナーシャ特性を表す値Jcと、補正係数Kfとを含む次の伝達関数(sはラプラス演算子である)
に従って、前記位置制御処理から前記駆動装置に入力される前記操作量を、前記推定値としての値Frに対応する位置補正量Xcだけ前記目標位置軌跡をずらす方向に補正し、
前記コントローラは、前記位置設定処理において、前記推定値が所定条件を満足すると、所定条件を満足したときの前記計測位置又は前記目標位置である位置Xa、及び、目標反力Ftarに基づき、前記目標反力に対応する前記目標停止位置として、位置(Xa+(Kf/Kc)*Ftar)を設定すること
を特徴とする請求項1、及び、請求項7〜請求項12のいずれか一項記載の制御システム。
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