JP6463174B2 - Control device and reduction gear system - Google Patents

Description

本発明は、揺動型減速機を制御するための制御技術に関する。   The present invention relates to a control technique for controlling an oscillating speed reducer.

産業用ロボットや工作機械といった様々な技術分野において、減速機の角度伝達誤差の低減が要求されている。角度伝達誤差の低減に対する要求に応じて、様々な制御技術が提案されている（特許文献１及び２を参照）。   In various technical fields such as industrial robots and machine tools, it is required to reduce the angle transmission error of the reducer. Various control techniques have been proposed in accordance with demands for reducing angle transmission errors (see Patent Documents 1 and 2).

特許文献１は、減速機の入力側に配置されたエンコーダと、減速機の出力側に配置されたエンコーダと、を用いて、角度伝達誤差を低減することを提案する。特許文献２は、予め取得された誤差補正データを用いて、角度伝達誤差を低減することを提案する。   Patent Document 1 proposes to reduce the angle transmission error using an encoder arranged on the input side of the reduction gear and an encoder arranged on the output side of the reduction gear. Patent Document 2 proposes to reduce the angle transmission error by using error correction data acquired in advance.

特開２０１２−１２２５０９号公報JP2012-122509A 特開２００３−２２３２２５号公報JP 2003-223225 A

特許文献１の開示技術は、複数のエンコーダを必要とする。したがって、特許文献１の開示技術が組み込まれた制御装置の製造コストは高くなる。   The technology disclosed in Patent Document 1 requires a plurality of encoders. Therefore, the manufacturing cost of the control device incorporating the disclosed technique of Patent Document 1 is high.

特許文献１の開示技術は、減速機の出力側でのエンコーダの配置を必要とする。一方、減速機の出力側でのエンコーダの配置が望ましくない技術分野（たとえば、産業用ロボットの技術分野）が存在する。したがって、特許文献１の開示技術は、汎用性において課題を有する。   The technique disclosed in Patent Document 1 requires the arrangement of an encoder on the output side of the speed reducer. On the other hand, there is a technical field where the arrangement of the encoder on the output side of the reduction gear is not desirable (for example, the technical field of industrial robots). Therefore, the technique disclosed in Patent Document 1 has a problem in versatility.

特許文献２の開示技術は、減速機それぞれに対する固有の誤差補正データを予め作成することを要求する。したがって、特許文献２の開示技術は、誤差補正データの作成及び管理において、使用者に多大な労力を要求する。   The disclosed technique of Patent Document 2 requires that error correction data unique to each reduction gear be created in advance. Therefore, the technology disclosed in Patent Document 2 requires a great amount of labor from the user in creating and managing error correction data.

特許文献２によれば、誤差補正データは、負荷に起因する角度伝達誤差の変化を考慮することなく作成される。したがって、減速機に負荷が加わっている条件下においては、特許文献２の開示技術は、角度伝達誤差を十分に低減することはできない。   According to Patent Document 2, the error correction data is created without considering the change in angle transmission error caused by the load. Therefore, under the condition that a load is applied to the speed reducer, the technology disclosed in Patent Document 2 cannot sufficiently reduce the angle transmission error.

本発明は、負荷が加えられた条件下において発生する角度伝達誤差を簡便に低減することができる制御技術を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the control technique which can reduce the angle transmission error which generate | occur | produces on the conditions where the load was added simply.

本発明の一局面に係る制御装置は、少なくとも１つの孔が偏心した位置に形成された揺動歯車部を有する揺動型減速機を駆動するモータを制御する。制御装置は、前記モータの回転角を表す入力回転角に関する入力情報を取得する角度取得部と、前記入力回転角と、前記揺動型減速機の回転角を表す出力回転角と、の間の角度誤差を、前記孔の数に基づいて推定する推定部と、前記角度誤差に応じて補償電流値を決定し、前記補償電流値を用いて、指令電流値を補正することにより、前記モータへ供給される電流の大きさを設定する補正部と、を備える。前記角度誤差は、前記少なくとも１つの孔に起因する振動成分である。   A control device according to one aspect of the present invention controls a motor that drives an oscillating speed reducer having an oscillating gear portion formed at a position where at least one hole is eccentric. The control device includes an angle acquisition unit that acquires input information related to an input rotation angle that represents a rotation angle of the motor, an input rotation angle, and an output rotation angle that represents a rotation angle of the oscillating speed reducer. An estimation unit that estimates an angle error based on the number of holes, a compensation current value is determined according to the angle error, and a command current value is corrected using the compensation current value, thereby allowing the motor to And a correction unit that sets the magnitude of the supplied current. The angular error is a vibration component caused by the at least one hole.

上記構成によれば、揺動歯車部には、少なくとも１つの孔が偏心した位置に形成されるので、揺動歯車部の運動にともなって、剛性変動が生ずる。剛性変動は、軸の捩れ振動を引き起こす。この結果、揺動型減速機に、角度伝達誤差が生ずる。したがって、揺動歯車部に形成された孔の数は、角度伝達誤差の因子として作用する。   According to the above configuration, at least one hole is formed in the eccentric position in the oscillating gear portion, and therefore, the rigidity variation occurs with the movement of the oscillating gear portion. Stiffness fluctuations cause shaft torsional vibrations. As a result, an angle transmission error occurs in the oscillating speed reducer. Therefore, the number of holes formed in the rocking gear portion acts as a factor of angle transmission error.

推定部は、上述の因果関係を鑑みて、少なくとも１つの孔に起因する振動成分を、揺動歯車部に形成された孔の数に基づいて、推定することができる。少なくとも１つの孔に起因する振動成分は、複数の揺動型減速機それぞれの固有のデータを用いることなく、推定されるので、制御装置は、様々な揺動型減速機に簡便に利用可能である。補正部は、推定された振動成分に応じて決定された補正電流値を用いて、指令電流値を補正するので、揺動型減速機の角度伝達誤差は、十分に低減される。   The estimation unit can estimate the vibration component due to at least one hole based on the number of holes formed in the rocking gear unit in view of the above-described causal relationship. Since the vibration component caused by at least one hole is estimated without using the unique data of each of the plurality of oscillating speed reducers, the control device can be easily used for various oscillating speed reducers. is there. Since the correction unit corrects the command current value using the correction current value determined in accordance with the estimated vibration component, the angle transmission error of the oscillating speed reducer is sufficiently reduced.

上記構成において、前記入力情報と、前記モータへ供給された電流の大きさと、を入力とし、前記角度誤差を推定する状態観測器を含んでもよい。前記状態観測器は、周期的に変動する外乱因子を入力として、前記角度誤差を推定してもよい。   The said structure WHEREIN: You may include the state observer which makes the said input information and the magnitude | size of the electric current supplied to the said motor an input, and estimates the said angle error. The state observer may estimate the angular error using a disturbance factor that varies periodically as an input.

上記構成によれば、状態観測器は、モータの回転角を表す入力回転角に関する入力情報と、モータへ供給された電流の大きさと、を入力して、角度誤差を推定することができる。制御装置は、揺動型減速機の出力側からの情報を用いることなく、揺動型減速機の角度伝達誤差を低減することができるので、制御装置を用いて機械装置を設計する設計者は、制御に必要とされる情報を取得するための設備を簡素化することができる。設計者は、揺動型減速機の出力側での情報取得設備の配置が困難な条件下においても、制御装置を用いて、揺動型減速機の角度伝達誤差を低減することができる。状態観測器は、周期的に変動する外乱因子を入力として、角度誤差を推定するので、揺動型減速機が、周期的に変動する外乱因子の存在下で使用されても、制御装置は、揺動型減速機の角度伝達誤差を十分に低減することができる。   According to the above configuration, the state observer can input the input information related to the input rotation angle indicating the rotation angle of the motor and the magnitude of the current supplied to the motor, and estimate the angle error. Since the control device can reduce the angle transmission error of the oscillating speed reducer without using information from the output side of the oscillating speed reducer, the designer who designs the mechanical device using the control device The equipment for acquiring information required for control can be simplified. The designer can reduce the angle transmission error of the oscillating speed reducer using the control device even under conditions where it is difficult to arrange the information acquisition equipment on the output side of the oscillating speed reducer. Since the state observer uses a periodically varying disturbance factor as an input to estimate the angle error, even if the oscillating speed reducer is used in the presence of a periodically varying disturbance factor, the control device The angle transmission error of the oscillating speed reducer can be sufficiently reduced.

本発明の他の局面に係る減速機システムは、少なくとも１つの孔が偏心した位置に形成された揺動歯車部を有する揺動型減速機と、前記揺動型減速機を駆動するモータと、前記モータを制御する制御装置と、を備える。前記制御装置は、前記モータの回転角を表す入力回転角に関する入力情報を取得する角度取得部と、前記入力回転角と、前記揺動型減速機の回転角を表す出力回転角と、の間の角度誤差を、前記孔の数に基づいて推定する推定部と、前記角度誤差に応じて補償電流値を決定し、前記補償電流値を用いて、指令電流値を補正することにより、前記モータへ供給される電流の大きさを設定する補正部と、を含む。前記角度誤差は、前記少なくとも１つの孔に起因する振動成分である。   A speed reducer system according to another aspect of the present invention includes a swing type speed reducer having a swing gear portion formed at a position where at least one hole is eccentric, a motor for driving the swing type speed reducer, A control device for controlling the motor. The control device includes an angle acquisition unit that acquires input information related to an input rotation angle that represents a rotation angle of the motor, an input rotation angle, and an output rotation angle that represents a rotation angle of the oscillating speed reducer. An estimation unit that estimates the angle error of the motor based on the number of holes, a compensation current value is determined according to the angle error, and the command current value is corrected using the compensation current value. And a correction unit for setting the magnitude of the current supplied to the. The angular error is a vibration component caused by the at least one hole.

上記構成によれば、推定部は、少なくとも１つの孔に起因する振動成分を、揺動歯車部に形成された孔の数に基づいて、推定することができる。少なくとも１つの孔に起因する振動成分は、複数の揺動型減速機それぞれの固有のデータを用いることなく、推定されるので、制御装置は、様々な揺動型減速機に簡便に利用可能である。補正部は、推定された振動成分に応じて決定された補正電流値を用いて、指令電流値を補正するので、揺動型減速機の角度伝達誤差は、十分に低減される。   According to the above configuration, the estimation unit can estimate the vibration component caused by at least one hole based on the number of holes formed in the rocking gear unit. Since the vibration component caused by at least one hole is estimated without using the unique data of each of the plurality of oscillating speed reducers, the control device can be easily used for various oscillating speed reducers. is there. Since the correction unit corrects the command current value using the correction current value determined in accordance with the estimated vibration component, the angle transmission error of the oscillating speed reducer is sufficiently reduced.

本発明は、揺動型減速機に負荷が加わっている条件下においても角度伝達誤差を十分に低減することができる汎用性のある制御技術を提供することができる。   The present invention can provide a versatile control technique that can sufficiently reduce an angle transmission error even under a condition in which a load is applied to the oscillating speed reducer.

減速機システムの例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。It is a schematic block diagram showing the example functional composition of a reduction gear system. 例示的な揺動型減速機の概略的な断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of an exemplary oscillating speed reducer. 図２Ａに示されるＡ−Ａ線に沿う揺動型減速機の概略的な断面図である。It is a schematic sectional drawing of the rocking | fluctuation type speed reducer along the AA line shown by FIG. 2A. 図２Ａに示される揺動型減速機の概略図である。It is the schematic of the rocking | swiveling type reduction gear shown by FIG. 2A. 図３に示される揺動型減速機の揺動歯車に作用する力を表す概略図である。It is the schematic showing the force which acts on the oscillating gear of the oscillating type reduction gear shown by FIG. 図１に示される減速機システムの制御ブロック線図である。It is a control block diagram of the reduction gear system shown by FIG. 図５に示される減速機システムの制御回路の例示的な制御動作を表す概略的なフローチャートである。6 is a schematic flowchart showing an exemplary control operation of a control circuit of the reduction gear system shown in FIG. 5. 補償電流値による補正がない条件下で得られた試験データを示す。The test data obtained under the conditions without correction by the compensation current value are shown. 補償電流値による補正がある条件下で得られた試験データを示す。The test data obtained under the condition where there is correction by the compensation current value are shown. 図７Ａに示されるデータから得られたＦＦＴ解析の結果を示す。The result of the FFT analysis obtained from the data shown in FIG. 7A is shown. 図７Ｂに示されるデータから得られたＦＦＴ解析の結果を示す。The result of the FFT analysis obtained from the data shown by FIG. 7B is shown. 減速機システムの制御ブロック線図である（第２実施形態）。It is a control block diagram of a reduction gear system (2nd Embodiment). 図９に示される減速機システムの例示的な制御動作を表す概略的なフローチャートである。FIG. 10 is a schematic flowchart showing an exemplary control operation of the reduction gear system shown in FIG. 9. FIG. 第３実施形態の減速機システムの例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。It is a schematic block diagram showing the exemplary functional composition of the reduction gear system of a 3rd embodiment. 図１１に示される減速機システムの制御ブロック線図である。It is a control block diagram of the reduction gear system shown by FIG. 外乱負荷を表す数式の概念的モデルである。It is a conceptual model of a mathematical expression representing a disturbance load. 図１１に示される減速機システムの例示的な制御動作を表す概略的なフローチャートである。12 is a schematic flowchart showing an exemplary control operation of the reduction gear system shown in FIG. 11. 補償電流値による補正がない条件下で得られた試験データを示す。The test data obtained under the conditions without correction by the compensation current value are shown. 補償電流値による補正がある条件下で得られた試験データを示す。The test data obtained under the condition where there is correction by the compensation current value are shown. 図１５Ａに示されるデータから得られたＦＦＴ解析の結果を示す。The result of the FFT analysis obtained from the data shown by FIG. 15A is shown. 図１５Ｂに示されるデータから得られたＦＦＴ解析の結果を示す。The result of the FFT analysis obtained from the data shown by FIG. 15B is shown.

添付の図面を参照して、揺動型減速機を駆動するモータに対する制御技術に関する様々な実施形態が以下に説明される。制御技術は、以下の説明によって、明確に理解可能である。   Various embodiments relating to a control technique for a motor that drives an oscillating speed reducer will be described below with reference to the accompanying drawings. The control technique can be clearly understood by the following description.

＜第１実施形態＞
＜本発明者等が見出した揺動型減速機の課題＞
一般的に、減速機は、弾性、バックラッシや角度伝達誤差といった伝達特性を有する。これらの伝達特性は、減速機が組み込まれた装置の動作精度を悪化させる。産業用ロボットといった技術分野において、波動歯車装置や揺動型減速機が用いられることが多い。波動歯車装置や揺動型減速機は、一般的な減速機と比べて、精度よく動力を伝達することができる。 <First Embodiment>
<Problems of oscillating speed reducer discovered by the present inventors>
Generally, a speed reducer has transmission characteristics such as elasticity, backlash, and angle transmission error. These transfer characteristics deteriorate the operation accuracy of the apparatus in which the speed reducer is incorporated. In technical fields such as industrial robots, wave gear devices and oscillating speed reducers are often used. The wave gear device and the oscillating speed reducer can transmit power more accurately than a general speed reducer.

揺動型減速機は、高い減速比で動力を伝達することができ、且つ、非常に小さなバックラッシを有する。揺動型減速機は、小型であり、且つ、高い剛性を有する。これらの特性を鑑みて、揺動型減速機は、大型ロボットや産業用ロボット中において、高い剛性が要求される部位にしばしば利用される。   The oscillating speed reducer can transmit power at a high reduction ratio and has a very small backlash. The oscillating speed reducer is small and has high rigidity. In view of these characteristics, the oscillating speed reducer is often used in a part that requires high rigidity in large robots and industrial robots.

揺動型減速機は、環状に配列された複数の内歯と、複数の内歯に噛み合う揺動歯車部と、を有する。揺動歯車部は、内歯によって規定される定円に内接しながら移動する。   The oscillating speed reducer includes a plurality of internal teeth arranged in an annular shape and an oscillating gear portion that meshes with the plurality of internal teeth. The oscillating gear portion moves while inscribed in a constant circle defined by the inner teeth.

揺動型減速機を設計する設計者は、揺動型減速機の設計上及び／又は製造上の理由から、揺動歯車部に形成された孔に、シャフトや他の部材を挿通させることがある。しかしながら、孔が形成された部位は、揺動歯車部の剛性を局所的に低下させることもある。   A designer who designs an oscillating speed reducer may cause a shaft or other member to be inserted into a hole formed in the oscillating gear portion for reasons of design and / or manufacture of the oscillating speed reducer. is there. However, the portion where the hole is formed may locally reduce the rigidity of the rocking gear portion.

本発明者等は、揺動歯車部に形成された孔が、モータの回転角と、揺動型減速機の回転角と、の間の角度誤差に周期的な変動を与え、角度伝達誤差を大きくすることを見出した。第１実施形態において、揺動歯車部に形成された孔に起因する角度伝達誤差を低減する制御技術が説明される。   The inventors of the present invention have provided that the hole formed in the oscillating gear portion periodically varies the angle error between the rotation angle of the motor and the rotation angle of the oscillating speed reducer, thereby reducing the angle transmission error. I found it bigger. In the first embodiment, a control technique for reducing an angle transmission error caused by a hole formed in the rocking gear portion will be described.

＜減速機システム＞
図１は、減速機システム１００の例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。図１を参照して、減速機システム１００が説明される。 <Reduction gear system>
FIG. 1 is a schematic block diagram illustrating an exemplary functional configuration of the speed reducer system 100. A reduction gear system 100 is described with reference to FIG.

減速機システム１００は、モータ２００と、エンコーダ３００と、制御回路４００と、揺動型減速機５００と、を備える。モータ２００は、制御回路４００の制御下で、揺動型減速機５００を駆動する。本実施形態において、制御装置は、制御回路４００によって例示される。   The reduction gear system 100 includes a motor 200, an encoder 300, a control circuit 400, and a swinging reduction gear 500. The motor 200 drives the oscillating speed reducer 500 under the control of the control circuit 400. In the present embodiment, the control device is exemplified by the control circuit 400.

エンコーダ３００は、モータ２００に取り付けられてもよい。エンコーダ３００は、モータ２００の回転角を表す入力回転角に関する入力情報を生成する。本実施形態において、入力情報は、モータ２００の回転角を表す。代替的に、入力情報は、モータ２００の角速度やモータ２００の回転角に関する他の情報を表してもよい。本実施形態の制御原理は、入力情報が表す特定の内容に限定されない。   The encoder 300 may be attached to the motor 200. The encoder 300 generates input information related to the input rotation angle that represents the rotation angle of the motor 200. In the present embodiment, the input information represents the rotation angle of the motor 200. Alternatively, the input information may represent other information related to the angular velocity of the motor 200 and the rotation angle of the motor 200. The control principle of this embodiment is not limited to the specific content represented by the input information.

本実施形態において、入力情報を生成する装置として、エンコーダ３００が利用される。代替的に、入力情報を生成することができる他の装置が、減速機システム１００に用いられてもよい。本実施形態の制御原理は、入力情報を生成するための特定の技術に限定されない。   In the present embodiment, an encoder 300 is used as a device that generates input information. Alternatively, other devices that can generate input information may be used in the reducer system 100. The control principle of the present embodiment is not limited to a specific technique for generating input information.

制御回路４００は、微分器４１０と、状態観測器４２０と、補正部４３０と、指令情報生成部４４０と、駆動部４５０と、を含む。上述の入力情報は、エンコーダ３００から微分器４１０へ出力される。微分器４１０は、入力情報が表す回転角に対して微分演算し、モータ２００の角速度を算出する。モータ２００の角速度に関する角速度情報は、微分器４１０から状態観測器４２０及び指令情報生成部４４０へ出力される。本実施形態において、角度取得部は、微分器４１０によって例示される。入力情報が、モータ２００の角速度を表すならば、角度取得部は、入力情報が入力される入力ポートであってもよい。本実施形態の制御原理は、角度取得部の特定の構造や特定の機能に限定されない。   Control circuit 400 includes a differentiator 410, a state observer 420, a correction unit 430, a command information generation unit 440, and a drive unit 450. The above input information is output from the encoder 300 to the differentiator 410. The differentiator 410 performs a differentiation operation on the rotation angle represented by the input information, and calculates the angular velocity of the motor 200. Angular velocity information regarding the angular velocity of the motor 200 is output from the differentiator 410 to the state observer 420 and the command information generator 440. In the present embodiment, the angle acquisition unit is exemplified by the differentiator 410. If the input information represents the angular velocity of the motor 200, the angle acquisition unit may be an input port to which the input information is input. The control principle of this embodiment is not limited to a specific structure or specific function of the angle acquisition unit.

状態観測器４２０は、揺動型減速機５００の揺動歯車部に形成された孔の数に基づいて、入力情報によって表される入力回転角と、揺動型減速機５００の回転角を表す出力回転角と、の間の軸ねじれ振動θ_ｓを推定する。軸ねじれ振動θ_ｓは、以下の数式によって定義されてもよい。本実施形態において、推定部は、状態観測器４２０によって例示される。角度誤差は、軸ねじれ振動θ_ｓによって例示される。 The state observer 420 represents the input rotation angle represented by the input information and the rotation angle of the oscillating speed reducer 500 based on the number of holes formed in the oscillating gear portion of the oscillating speed reducer 500. A shaft torsional vibration θ _s between the output rotation angle and the output rotation angle is estimated. The shaft torsional vibration θ _s may be defined by the following mathematical formula. In the present embodiment, the estimation unit is exemplified by the state observer 420. The angular error is exemplified by the axial torsional vibration θ _s .

軸ねじれ振動θ_ｓに関する上述の定義式は、揺動型減速機５００の角速度の変数（ω_Ｌ）を含む。しかしながら、本実施形態の制御原理は、揺動型減速機５００の出力動作の直接的な測定を要することなく、軸ねじれ振動θ_ｓを推定することを可能にする。軸ねじれ振動θ_ｓを推定するための様々な演算技術は、後述される。軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータは、状態観測器４２０から補正部４３０へ出力される。 The above-described definition formula regarding the shaft torsional vibration θ _s includes the angular velocity variable (ω _L ) of the oscillating reduction device 500. However, the control principle of the present embodiment makes it possible to estimate the shaft torsional vibration θ _s without requiring direct measurement of the output operation of the oscillating speed reducer 500. Various calculation techniques for estimating the shaft torsional vibration θ _s will be described later. Data representing the estimated value of the shaft torsional vibration θ _s is output from the state observer 420 to the correction unit 430.

補正部４３０は、第１電流決定部４３１と、第２電流決定部４３２と、補正処理部４３３と、を含む。軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータは、状態観測器４２０から第１電流決定部４３１及び第２電流決定部４３２へ出力される。第１電流決定部４３１は、軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータに応じて、補償電流の大きさを表す補償電流値を決定する。第２電流決定部４３２は、軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータに応じて、状態フィードバック電流の大きさを表す状態フィードバック電流値を決定する。補正処理部４３３は、指令情報生成部４４０によって生成された指令電流値を、補償電流値と状態フィードバック電流値とを用いて補正する。 The correction unit 430 includes a first current determination unit 431, a second current determination unit 432, and a correction processing unit 433. Data representing the estimated value of the shaft torsional vibration θ _s is output from the state observer 420 to the first current determining unit 431 and the second current determining unit 432. The first current determination unit 431 determines a compensation current value representing the magnitude of the compensation current according to data representing the estimated value of the shaft torsional vibration θ _s . The second current determination unit 432 determines a state feedback current value representing the magnitude of the state feedback current according to data representing the estimated value of the shaft torsional vibration θ _s . The correction processing unit 433 corrects the command current value generated by the command information generation unit 440 using the compensation current value and the state feedback current value.

本実施形態において、補正部４３０は、補償電流値に加えて、状態フィードバック電流値を用いて、指令電流値を補正する。代替的に、補正部４３０は、補正電流値のみを用いて、指令電流値を補正してもよい。本実施形態の制御原理は、指定電流値を補正するための特定の演算技術に限定されない。   In the present embodiment, the correction unit 430 corrects the command current value using the state feedback current value in addition to the compensation current value. Alternatively, the correction unit 430 may correct the command current value using only the correction current value. The control principle of this embodiment is not limited to a specific calculation technique for correcting the specified current value.

指令情報生成部４４０は、位置指令生成部４４１と、速度指令生成部４４２と、電流指令生成部４４３と、を含む。位置指令生成部４４１は、エンコーダ３００から、上述の入力情報を受け取る。位置指令生成部４４１は、外部装置（図示せず）から、モータ２００の回転角を指示する指示情報を受け取る。位置指令生成部４４１は、入力情報を、指示情報と対比し、指示情報によって指定された回転角からのモータ２００の現在の回転角の偏差を算出する。算出された偏差に関する偏差情報は、位置指令生成部４４１から速度指令生成部４４２へ出力される。   Command information generation unit 440 includes a position command generation unit 441, a speed command generation unit 442, and a current command generation unit 443. The position command generation unit 441 receives the above input information from the encoder 300. The position command generation unit 441 receives instruction information for instructing the rotation angle of the motor 200 from an external device (not shown). The position command generation unit 441 compares the input information with the instruction information, and calculates a deviation of the current rotation angle of the motor 200 from the rotation angle specified by the instruction information. Deviation information regarding the calculated deviation is output from the position command generator 441 to the speed command generator 442.

速度指令生成部４４２は、微分器４１０からモータ２００の角速度を表す角速度情報を受け取る。速度指令生成部４４２は、偏差情報と、角速度情報と、を用いて、速度を指示する速度指令情報を生成する。速度指令情報は、速度指令生成部４４２から電流指令生成部４４３へ出力される。   The speed command generation unit 442 receives angular velocity information representing the angular velocity of the motor 200 from the differentiator 410. The speed command generation unit 442 generates speed command information for instructing a speed using the deviation information and the angular speed information. The speed command information is output from the speed command generation unit 442 to the current command generation unit 443.

電流指令生成部４４３は、速度指令情報に基づいて、指令電流値を決定する。指令電流値を表す情報は、電流指令生成部４４３から補正処理部４３３へ出力される。補正処理部４３３は、上述の如く、指令電流値を、補償電流値と状態フィードバック電流値とを用いて補正する。   The current command generation unit 443 determines a command current value based on the speed command information. Information representing the command current value is output from the current command generation unit 443 to the correction processing unit 433. As described above, the correction processing unit 433 corrects the command current value using the compensation current value and the state feedback current value.

指令情報生成部４４０は、一般的なフィードバック制御技術を用いて、指令電流値を決定してもよい。したがって、本実施形態の制御原理は、指令電流値を決定するための特定の方法に限定されない。   The command information generation unit 440 may determine the command current value using a general feedback control technique. Therefore, the control principle of this embodiment is not limited to a specific method for determining the command current value.

補正処理部４３３は、指令電流値を、補償電流値と状態フィードバック電流値とを用いて補正し、モータ２００へ供給される供給電流の大きさを設定する。モータ２００へ供給される供給電流の大きさを表す供給電流情報は、補正処理部４３３から、状態観測器４２０及び駆動部４５０へ出力される。   The correction processing unit 433 corrects the command current value using the compensation current value and the state feedback current value, and sets the magnitude of the supply current supplied to the motor 200. Supply current information indicating the magnitude of the supply current supplied to the motor 200 is output from the correction processing unit 433 to the state observer 420 and the drive unit 450.

駆動部４５０は、供給電流情報によって表される大きさの電流を、駆動信号として、モータ２００へ出力する。モータ２００は、駆動信号に応じて、回転運動をする。   The drive unit 450 outputs a current having a magnitude represented by the supply current information to the motor 200 as a drive signal. The motor 200 rotates according to the drive signal.

本実施形態において、駆動部４５０は、制御回路４００に組み込まれた駆動回路として形成される。代替的に、駆動部４５０は、制御回路４００から分離されてもよい。例えば、駆動部４５０は、上述の供給電流情報から駆動信号を生成するプログラムを実行するデジタルシグナルプロセッサであってもよい。本実施形態の制御原理は、駆動部４５０の特定の構造や特定の機能に限定されない。   In the present embodiment, the drive unit 450 is formed as a drive circuit incorporated in the control circuit 400. Alternatively, the driving unit 450 may be separated from the control circuit 400. For example, the drive unit 450 may be a digital signal processor that executes a program that generates a drive signal from the above-described supply current information. The control principle of the present embodiment is not limited to a specific structure or specific function of the drive unit 450.

上述の如く、状態観測器４２０は、モータ２００の角速度に関する角速度情報を、微分器４１０から受け取り、且つ、モータ２００へ供給される供給電流の大きさを表す供給電流情報を、補正処理部４３３から受け取る。状態観測器４２０は、角速度情報と供給電流情報とを、上述の軸ねじれ振動θ_ｓの推定に利用する。 As described above, the state observer 420 receives the angular velocity information related to the angular velocity of the motor 200 from the differentiator 410, and supplies the supply current information indicating the magnitude of the supply current supplied to the motor 200 from the correction processing unit 433. receive. The state observer 420 uses the angular velocity information and the supply current information for the estimation of the axial torsional vibration θ _s described above.

＜揺動型減速機＞
図１を参照して説明された減速機システム１００の原理は、様々な揺動型減速機を駆動するために利用可能である。 <Oscillating reducer>
The principle of the speed reducer system 100 described with reference to FIG. 1 can be used to drive various oscillating speed reducers.

図２Ａ及び図２Ｂは、例示的な揺動型減速機５００Ａを示す。図２Ａは、揺動型減速機５００Ａの概略的な断面図である。図２Ｂは、図２Ａに示されるＡ−Ａ線に沿う揺動型減速機５００Ａの概略的な断面図である。揺動型減速機５００Ａは、図１を参照して説明された揺動型減速機５００として利用可能である。図１乃至図２Ｂを参照して、揺動型減速機５００Ａが説明される。   2A and 2B show an exemplary oscillating speed reducer 500A. FIG. 2A is a schematic cross-sectional view of an oscillating speed reducer 500A. FIG. 2B is a schematic cross-sectional view of an oscillating speed reducer 500A along the line AA shown in FIG. 2A. The swinging speed reducer 500A can be used as the swinging speed reducer 500 described with reference to FIG. With reference to FIG. 1 to FIG. 2B, the swinging speed reducer 500 </ b> A will be described.

揺動型減速機５００Ａは、外筒部５１０と、キャリア部５２０と、揺動歯車部５３０と、駆動機構５４０と、を備える。図２Ａ及び図２Ｂは、入力軸２１０を示す。入力軸２１０は、図１を参照して説明されたモータ２００のシャフトであってもよい。図１を参照して説明されたエンコーダ３００は、入力軸２１０に取り付けられ、入力軸２１０の回転角を表す入力回転角に関する入力情報を生成してもよい。   The oscillating speed reducer 500 </ b> A includes an outer cylinder part 510, a carrier part 520, an oscillating gear part 530, and a drive mechanism 540. 2A and 2B show the input shaft 210. The input shaft 210 may be the shaft of the motor 200 described with reference to FIG. The encoder 300 described with reference to FIG. 1 may be attached to the input shaft 210 and generate input information related to the input rotation angle representing the rotation angle of the input shaft 210.

外筒部５１０は、外筒５１１と、複数の内歯ピン５１２と、を含む。外筒５１１は、キャリア部５２０、揺動歯車部５３０及び駆動機構５４０が収容される円筒状の内部空間を規定する。入力軸２１０は、円筒状の内部空間の中心軸に沿って延出する。各内歯ピン５１２は、入力軸２１０の延出方向に延びる円柱状の部材である。各内歯ピン５１２は、外筒５１１の内壁に形成された溝部に嵌入される。したがって、各内歯ピン５１２は、外筒５１１によって適切に保持される。   The outer cylinder portion 510 includes an outer cylinder 511 and a plurality of internal tooth pins 512. The outer cylinder 511 defines a cylindrical internal space in which the carrier part 520, the swinging gear part 530, and the drive mechanism 540 are accommodated. The input shaft 210 extends along the central axis of the cylindrical internal space. Each internal tooth pin 512 is a cylindrical member extending in the extending direction of the input shaft 210. Each internal tooth pin 512 is fitted into a groove formed in the inner wall of the outer cylinder 511. Therefore, each internal tooth pin 512 is appropriately held by the outer cylinder 511.

複数の内歯ピン５１２は、入力軸２１０周りに略一定間隔で配置される。各内歯ピン５１２の半周面は、外筒５１１の内壁から入力軸２１０に向けて突出する。したがって、複数の内歯ピン５１２は、揺動歯車部５３０と噛み合う内歯として機能する。   The plurality of internal tooth pins 512 are arranged around the input shaft 210 at substantially constant intervals. The half circumferential surface of each internal tooth pin 512 protrudes from the inner wall of the outer cylinder 511 toward the input shaft 210. Accordingly, the plurality of internal tooth pins 512 function as internal teeth that mesh with the swinging gear portion 530.

キャリア部５２０は、基部５２１と、端板部５２２と、位置決めピン５２３と、固定ボルト５２４と、を含む。キャリア部５２０は、全体的に、円筒形状をなす。キャリア部５２０は、外筒部５１０に対して相対的に回転することができる。キャリア部５２０が、固定されるならば、外筒部５１０は、入力軸２１０の回転に応じて回転する。外筒部５１０が固定されるならば、キャリア部５２０は、入力軸２１０の回転に応じて回転する。入力軸２１０は、キャリア部５２０又は外筒部５１０の回転軸ＲＸに沿って延出する。   The carrier part 520 includes a base part 521, an end plate part 522, a positioning pin 523, and a fixing bolt 524. The carrier part 520 has a cylindrical shape as a whole. The carrier part 520 can rotate relative to the outer cylinder part 510. If the carrier part 520 is fixed, the outer cylinder part 510 rotates according to the rotation of the input shaft 210. If the outer cylinder portion 510 is fixed, the carrier portion 520 rotates according to the rotation of the input shaft 210. The input shaft 210 extends along the rotation axis RX of the carrier portion 520 or the outer cylinder portion 510.

基部５２１は、基板部５２５と、３つのシャフト部５２６と、を含む。３つのシャフト部５２６それぞれは、基板部５２５から端板部５２２に向けて延びる。３つのシャフト部５２６それぞれの先端面には、ネジ孔５２７及びリーマ孔５２８が形成される。位置決めピン５２３は、リーマ孔５２８へ挿入される。この結果、端板部５２２は、基部５２１に対して精度よく位置決めされる。固定ボルト５２４は、ネジ孔５２７に螺合する。この結果、端板部５２２は、基部５２１に適切に固定される。   The base portion 521 includes a substrate portion 525 and three shaft portions 526. Each of the three shaft portions 526 extends from the substrate portion 525 toward the end plate portion 522. A screw hole 527 and a reamer hole 528 are formed on the front end surface of each of the three shaft portions 526. The positioning pin 523 is inserted into the reamer hole 528. As a result, the end plate part 522 is accurately positioned with respect to the base part 521. The fixing bolt 524 is screwed into the screw hole 527. As a result, the end plate portion 522 is appropriately fixed to the base portion 521.

揺動歯車部５３０は、基板部５２５と端板部５２２との間に配置される。３つのシャフト部５２６は、揺動歯車部５３０を貫通し、端板部５２２に接続される。   The oscillating gear portion 530 is disposed between the substrate portion 525 and the end plate portion 522. The three shaft portions 526 pass through the swinging gear portion 530 and are connected to the end plate portion 522.

揺動歯車部５３０は、第１揺動歯車５３１と、第２揺動歯車５３２と、を含む。第１揺動歯車５３１は、基板部５２５と第２揺動歯車５３２との間に配置される。第２揺動歯車５３２は、端板部５２２と第１揺動歯車５３１との間に配置される。   The oscillating gear unit 530 includes a first oscillating gear 531 and a second oscillating gear 532. The first swing gear 531 is disposed between the substrate portion 525 and the second swing gear 532. The second swing gear 532 is disposed between the end plate portion 522 and the first swing gear 531.

第１揺動歯車５３１は、形状及び大きさにおいて、第２揺動歯車５３２と同様である。第１揺動歯車５３１及び第２揺動歯車５３２は、内歯ピン５１２に噛み合いながら、外筒５１１内を周回移動する。したがって、第１揺動歯車５３１及び第２揺動歯車５３２の中心は、入力軸２１０の回転軸ＲＸ周りを周回することとなる。   The first rocking gear 531 is similar to the second rocking gear 532 in shape and size. The first oscillating gear 531 and the second oscillating gear 532 move around the outer cylinder 511 while meshing with the inner tooth pin 512. Therefore, the centers of the first oscillating gear 531 and the second oscillating gear 532 circulate around the rotation axis RX of the input shaft 210.

第１揺動歯車５３１の周回位相は、第２揺動歯車５３２の周回位相から略１８０°ずれている。第１揺動歯車５３１は、外筒部５１０の複数の内歯ピン５１２のうち半数に噛み合う間、第２揺動歯車５３２は、複数の内歯ピン５１２のうち残りの半数に噛み合う。したがって、揺動歯車部５３０は、外筒部５１０又はキャリア部５２０を回転させることができる。   The circuit phase of the first oscillating gear 531 is shifted by approximately 180 ° from the circuit phase of the second oscillating gear 532. While the first swing gear 531 meshes with half of the plurality of internal teeth pins 512 of the outer cylinder portion 510, the second swing gear 532 meshes with the remaining half of the plurality of internal teeth pins 512. Therefore, the rocking gear part 530 can rotate the outer cylinder part 510 or the carrier part 520.

駆動機構５４０は、３つの伝達歯車５４１と、３本のクランク軸５４２と、主軸受部５４３と、３つのクランク軸受部５４４と、を含む。入力軸２１０の先端部には、３つの伝達歯車５４１と噛み合う歯車部２１１が形成される。したがって、３つの伝達歯車５４１は、入力軸２１０から駆動力を受けることができる。   The drive mechanism 540 includes three transmission gears 541, three crankshafts 542, a main bearing portion 543, and three crank bearing portions 544. A gear portion 211 that meshes with the three transmission gears 541 is formed at the tip of the input shaft 210. Therefore, the three transmission gears 541 can receive a driving force from the input shaft 210.

３つのクランク軸５４２それぞれは、第１端部５４５と、第２端部５４６と、を含む。第１端部５４５は、キャリア部５２０の基板部５２５によって取り囲まれる。第２端部５４６は、キャリア部５２０の端板部５２２によって取り囲まれる。   Each of the three crankshafts 542 includes a first end 545 and a second end 546. The first end 545 is surrounded by the substrate part 525 of the carrier part 520. The second end portion 546 is surrounded by the end plate portion 522 of the carrier portion 520.

３つのクランク軸５４２それぞれは、円柱状のシャフト部５４７と、第１クランク部５４８と、第２クランク部５４９と、を含む。シャフト部５４７は、第１端部５４５から第２端部５４６まで軸線ＡＸに沿って真っ直ぐに伸びる。第１クランク部５４８及び第２クランク部５４９は、軸線ＡＸから偏心した円板状の部材である。第１揺動歯車５３１と第２揺動歯車５３２との間の周回位相差は、第１クランク部５４８及び第２クランク部５４９によって決定される。   Each of the three crankshafts 542 includes a cylindrical shaft portion 547, a first crank portion 548, and a second crank portion 549. The shaft portion 547 extends straight along the axis AX from the first end 545 to the second end 546. The first crank portion 548 and the second crank portion 549 are disk-shaped members that are eccentric from the axis AX. The rotation phase difference between the first swing gear 531 and the second swing gear 532 is determined by the first crank portion 548 and the second crank portion 549.

伝達歯車５４１は、第１端部５４５に取り付けられる。入力軸２１０が回転すると、３つのクランク軸５４２それぞれは回転する。この結果、第１クランク部５４８及び第２クランク部５４９は、軸線ＡＸ周りに偏心回転する。   The transmission gear 541 is attached to the first end 545. When the input shaft 210 rotates, each of the three crankshafts 542 rotates. As a result, the first crank portion 548 and the second crank portion 549 rotate eccentrically around the axis AX.

主軸受部５４３は、外筒部５１０とキャリア部５２０との間に配置される。主軸受部５４３は、第１主軸受５５１と、第２主軸受５５２と、を含む。第１主軸受５５１は、外筒部５１０内で、基部５２１を回転可能に支持する。第２主軸受５５２は、外筒部５１０内で、端板部５２２を回転可能に支持する。したがって、キャリア部５２０は、外筒部５１０に対して相対的に回転することができる。   The main bearing portion 543 is disposed between the outer cylinder portion 510 and the carrier portion 520. The main bearing portion 543 includes a first main bearing 551 and a second main bearing 552. The first main bearing 551 supports the base 521 in the outer cylinder portion 510 so as to be rotatable. The second main bearing 552 supports the end plate portion 522 in the outer cylinder portion 510 so as to be rotatable. Therefore, the carrier part 520 can rotate relative to the outer cylinder part 510.

３つのクランク軸受部５４４それぞれは、第１クランク軸受５５３と、第２クランク軸受５５４と、を含む。第１クランク軸受５５３は、第１クランク部５４８と第１揺動歯車５３１との間に配置される。第１クランク軸受５５３は、第１クランク部５４８を回転可能に支持する。クランク軸５４２が回転すると、第１クランク部５４８が偏心回転するので、第１揺動歯車５３１は、複数の内歯ピン５１２と噛み合いながら、外筒部５１０内で周回移動することができる。第２クランク軸受５５４は、第２クランク部５４９と第２揺動歯車５３２との間に配置される。第２クランク軸受５５４は、第２クランク部５４９を回転可能に支持する。クランク軸５４２が回転すると、第２クランク部５４９が偏心回転するので、第２揺動歯車５３２は、複数の内歯ピン５１２と噛み合いながら、外筒部５１０内で周回移動することができる。   Each of the three crank bearing portions 544 includes a first crank bearing 553 and a second crank bearing 554. The first crank bearing 553 is disposed between the first crank portion 548 and the first swing gear 531. The first crank bearing 553 supports the first crank portion 548 so as to be rotatable. When the crankshaft 542 rotates, the first crank portion 548 rotates eccentrically, so that the first swing gear 531 can move around in the outer cylinder portion 510 while meshing with the plurality of internal teeth pins 512. The second crank bearing 554 is disposed between the second crank portion 549 and the second swing gear 532. The second crank bearing 554 supports the second crank portion 549 so as to be rotatable. When the crankshaft 542 rotates, the second crank portion 549 rotates eccentrically, so that the second swing gear 532 can move around in the outer cylinder portion 510 while meshing with the plurality of internal teeth pins 512.

上述の「数１」において用いられた減速比Ｒ_ｇは、入力軸２１０の歯車部２１１、伝達歯車５４１、内歯ピン５１２の数、第１揺動歯車５３１及び第２揺動歯車５３２の歯数によって決定される。 The reduction ratio R _g used in the above “Equation 1” is the number of the gear portion 211, the transmission gear 541, the internal tooth pin 512 of the input shaft 210, the teeth of the first oscillating gear 531 and the second oscillating gear 532. Determined by number.

＜角度伝達誤差の発生因子＞
図３は、揺動型減速機５００Ａの概略図である。図２Ａ及び図３を参照して、角度伝達誤差の発生因子となる孔が説明される。 <Factor of angular transmission error>
FIG. 3 is a schematic diagram of a rocking speed reducer 500A. With reference to FIG. 2A and FIG. 3, the hole used as the generation factor of an angle transmission error is demonstrated.

図３は、外筒部５１０内に配置された揺動歯車５３３を示す。揺動歯車５３３は、図２Ａを参照して説明された第１揺動歯車５３１及び第２揺動歯車５３２それぞれに対応する。したがって、揺動歯車５３３に関する説明は、第１揺動歯車５３１及び第２揺動歯車５３２の両方に適用可能である。   FIG. 3 shows a rocking gear 533 disposed in the outer cylinder portion 510. The swing gear 533 corresponds to each of the first swing gear 531 and the second swing gear 532 described with reference to FIG. 2A. Therefore, the description regarding the rocking gear 533 can be applied to both the first rocking gear 531 and the second rocking gear 532.

揺動歯車５３３には、中央孔５３４、３つのクランク孔５３５及び３つのシャフト孔５３６が形成されている。   A center hole 534, three crank holes 535, and three shaft holes 536 are formed in the swing gear 533.

図２Ａを参照して説明された入力軸２１０は、中央孔に挿通される。中央孔５３４は、図２Ａを参照して説明された入力軸２１０の直径よりも長い直径を有する。したがって、揺動歯車５３３は、外筒部５１０の内壁に沿って周回移動することができる。   The input shaft 210 described with reference to FIG. 2A is inserted through the central hole. The central hole 534 has a diameter that is longer than the diameter of the input shaft 210 described with reference to FIG. 2A. Therefore, the oscillating gear 533 can move around along the inner wall of the outer cylindrical portion 510.

クランク孔５３５内には、クランク軸５４２及びクランク軸受部５４４が配置される。クランク孔５３５は、クランク軸５４２とクランク軸受部５４４とによって全体的に満たされるので、クランク孔５３５の領域は、略剛体としてみなされる。したがって、クランク孔５３５は、角度伝達誤差にほとんど寄与しないと考えられる。   A crank shaft 542 and a crank bearing portion 544 are disposed in the crank hole 535. Since the crank hole 535 is entirely filled with the crankshaft 542 and the crank bearing portion 544, the region of the crank hole 535 is regarded as a substantially rigid body. Therefore, it is considered that the crank hole 535 hardly contributes to the angle transmission error.

シャフト孔５３６には、図２Ａを参照して説明されたシャフト部５２６が挿通される。揺動歯車５３３の上述の周回運動を許容するため、シャフト孔５３６は、シャフト部５２６の断面より広く形成される。   The shaft portion 526 described with reference to FIG. 2A is inserted into the shaft hole 536. The shaft hole 536 is formed wider than the cross section of the shaft portion 526 in order to allow the above-described circular movement of the rocking gear 533.

図４は、揺動歯車５３３に作用する力を表す概略図である。図３及び図４を参照して、角度伝達誤差を生じさせる孔が説明される。   FIG. 4 is a schematic diagram showing the force acting on the rocking gear 533. With reference to FIGS. 3 and 4, the holes that cause the angle transmission error will be described.

図４は、各内歯ピン５１２から延びる直線Ｌを示す。各直線Ｌは、揺動歯車５３３中の点Ｐに向けて延びる。図４の各直線Ｌは、揺動歯車５３３が、内歯ピン５１２から受ける力を表す。したがって、図４は、内歯ピン５１２から受ける力が、揺動歯車５３３中の一点に集中することを表す。   FIG. 4 shows a straight line L extending from each internal tooth pin 512. Each straight line L extends toward a point P in the rocking gear 533. Each straight line L in FIG. 4 represents the force that the swing gear 533 receives from the internal tooth pin 512. Accordingly, FIG. 4 shows that the force received from the internal pin 512 is concentrated at one point in the swing gear 533.

図４は、外筒部５１０の中心点Ｃを更に示す。揺動歯車５３３が、外筒部５１０内で周回移動すると、点Ｐは、中心点Ｃ周りに円軌跡を描きながら移動する。中央孔５３４は、中心点Ｃを中心として形成されるので、揺動歯車５３３が周回移動している間、中央孔５３４から点Ｐまでの距離は略一定である。このことは、中央孔５３４が、角度伝達誤差にほとんど寄与しないことを意味する。   FIG. 4 further shows the center point C of the outer cylinder portion 510. When the oscillating gear 533 moves around in the outer cylinder portion 510, the point P moves while drawing a circular locus around the center point C. Since the center hole 534 is formed around the center point C, the distance from the center hole 534 to the point P is substantially constant while the swinging gear 533 is rotating. This means that the central hole 534 contributes little to the angle transmission error.

中央孔５３４とは異なり、３つシャフト孔５３６は、中心点Ｃから偏心した位置に形成される。点Ｐが、３つのシャフト孔５３６のうち１つに近づくと、点Ｐに接近されたシャフト孔５３６の周囲で変形が生じやすくなる。したがって、シャフト孔５３６は、角度伝達誤差の発生因子となる。   Unlike the center hole 534, the three shaft holes 536 are formed at positions eccentric from the center point C. When the point P approaches one of the three shaft holes 536, deformation is likely to occur around the shaft hole 536 approaching the point P. Therefore, the shaft hole 536 becomes an occurrence factor of an angle transmission error.

＜制御原理＞
図５は、減速機システム１００の制御ブロック線図である。図１、図２Ａ、図３及び図５を参照して、減速機システム１００が更に説明される。 <Control principle>
FIG. 5 is a control block diagram of the reduction gear system 100. With reference to FIGS. 1, 2A, 3 and 5, the reducer system 100 is further described.

図５に示される制御ブロック線図は、アクチュエータセクションと制御セクションとに分けられる。アクチュエータセクションは、図１を参照して説明されたモータ２００及び揺動型減速機５００を表す。制御セクションは、図１を参照して説明された制御回路４００を表す。   The control block diagram shown in FIG. 5 is divided into an actuator section and a control section. The actuator section represents the motor 200 and the oscillating speed reducer 500 described with reference to FIG. The control section represents the control circuit 400 described with reference to FIG.

アクチュエータセクションは、揺動歯車部に形成された孔に起因する角度伝達誤差の振動成分を表すブロックを、一般的な２慣性共振系モデルに追加することによって作成されている。２慣性共振系モデルは、周知であるので、シャフト孔５３６に起因する振動成分（以下、振動成分θ_ｅｒｒと称される）を算出する振動成分ブロック１１０が、主に説明される。以下の表は、アクチュエータセクションにおいて用いられる記号の定義を示す。 The actuator section is created by adding a block representing a vibration component of an angle transmission error caused by a hole formed in the rocking gear portion to a general two-inertia resonance system model. Since the two-inertia resonance system model is well known, the vibration component block 110 for calculating the vibration component due to the shaft hole 536 (hereinafter referred to as the vibration component θ _err ) will be mainly described. The following table shows the definitions of the symbols used in the actuator section.

振動成分ブロック１１０は、以下の数式から、振動成分θ_ｅｒｒを算出する。 The vibration component block 110 calculates the vibration component θ _err from the following mathematical formula.

振幅Ａ_ｋは、揺動型減速機５００に加わる負荷に影響される変数として考えられてもよい。揺動型減速機５００に加わる負荷が大きいならば、振幅Ａ_ｋは、大きな値であってもよい。揺動型減速機５００に加わる負荷が小さいならば、振幅Ａ_ｋは、小さな値であってもよい。 Amplitude A _k it may be considered as a variable that is influenced by the load on the oscillating speed reducer 500. If the load applied to the oscillating speed reducer 500 is large, the amplitude _Ak may be a large value. If the load applied to the oscillating speed reducer 500 is small, the amplitude _Ak may be a small value.

位相φ_ｋは、揺動型減速機５００の構造によって決定される変数として考えられてもよい。位相φ_ｋの値は、揺動歯車部に形成された孔の配置パターンや他の構造的因子に応じて、決定されてもよい。 The phase φ _k may be considered as a variable determined by the structure of the oscillating speed reducer 500. The value of the phase φ _k may be determined according to the arrangement pattern of holes formed in the oscillating gear portion and other structural factors.

上述の数式は、揺動型減速機５００の様々な構造の振動成分θ_ｅｒｒの算出ために利用可能である。揺動型減速機５００の揺動歯車部は、１つの揺動歯車を有してもよい。代替的に、揺動型減速機５００の揺動歯車部は、複数の揺動歯車を有してもよい。したがって、揺動歯車部の孔の数ｋは、以下の数式によって表されてもよい。 The above mathematical formula can be used to calculate the vibration component θ _err of various structures of the oscillating speed reducer 500. The oscillating gear portion of the oscillating speed reducer 500 may have one oscillating gear. Alternatively, the oscillating gear unit of the oscillating speed reducer 500 may include a plurality of oscillating gears. Therefore, the number k of holes in the oscillating gear portion may be expressed by the following mathematical formula.

上述の「数３」が、図２Ａを参照して説明された揺動型減速機５００Ａに適用されるならば、「Ｎ_ｇ」の値は、「２」（第１揺動歯車５３１及び第２揺動歯車５３２）である。「ｋ_ｅ」は、角度伝達誤差に寄与する孔の数を意味する。したがって、上述の「数３」が、図２Ａを参照して説明された揺動型減速機５００Ａに適用されるならば、「ｋ_ｅ」の値は、「３」（３つのシャフト孔５３６（図３を参照））である。 If the above-mentioned “Equation 3” is applied to the rocking-type speed reducer 500A described with reference to FIG. 2A, the value of “N _g ” is “2” (the first rocking gear 531 and the first rocking gear 531). 2 oscillating gear 532). “K _e ” means the number of holes contributing to the angle transmission error. Therefore, the "number 3" described above, if applied to the oscillating speed reducer 500A described with reference to FIG. 2A, the value of "k _e" is "3" (three shafts hole 536 ( (See FIG. 3).

アクチュエータセクションにおいて、２慣性系共振系モデルから算出された軸ねじれ振動θ_Ｓから振動成分θ_ｅｒｒを差し引いた量が、角度伝達誤差として取り扱われる。制御セクションは、振動成分θ_ｅｒｒが低減されるように構築される。 In the actuator section, an amount obtained by subtracting the vibration component θ _err from the axial torsional vibration θ _S calculated from the two-inertia resonance system model is handled as an angle transmission error. The control section is constructed such that the vibration component θ _err is reduced.

制御セクションには、微分ブロック４１１が示されている。微分ブロック４１１は、モータ２００の回転角θ_Ｍに対して微分演算を行い、モータ２００の角速度ω_Ｍを算出する。微分ブロック４１１は、図１を参照して説明された微分器４１０に対応する。 In the control section, a differentiation block 411 is shown. The differentiation block 411 performs a differentiation operation on the rotation angle θ _{M of} the motor 200 to calculate the angular velocity ω _{M of the} motor 200. The differentiation block 411 corresponds to the differentiator 410 described with reference to FIG.

制御セクションには、オブザーバ４２１が示されている。オブザーバ４２１は、角度伝達誤差の角周波数ω_ｄ（すなわち、上述の「数２」の角周波数成分）を算出する。角周波数ω_ｄは、以下の数式によって表されてもよい。 An observer 421 is shown in the control section. The observer 421 calculates the angular frequency ω _d of the angular transmission error (that is, the angular frequency component of the above “Equation 2”). The angular frequency ω _d may be represented by the following mathematical formula.

上述の「数４」が、図２Ａを参照して説明された揺動型減速機５００Ａに適用されるならば、「Ｎ_ｐ」の値は、内歯ピン５１２の本数である。 If the above-described “Equation 4” is applied to the rocking-type speed reducer 500 </ b> A described with reference to FIG. 2A, the value of “N _p ” is the number of internal teeth pins 512.

オブザーバ４２１は、角周波数ω_ｄを行列成分として含む離散時間状態空間モデルを用いて、軸ねじれ振動θ_ｓを推定する。オブザーバ４２１は、上述の離散時間状態空間モデルを用いて、モータ２００の角速度ω_Ｍと、揺動型減速機５００の角速度ω_Ｌと、を更に推定してもよい。オブザーバ４２１は、図１を参照して説明された状態観測器４２０に対応する。 The observer 421 estimates the axial torsional vibration θ _s using a discrete time state space model including the angular frequency ω _d as a matrix component. The observer 421 may further estimate the angular velocity ω _{M of the} motor 200 and the angular velocity ω _L of the oscillating speed reducer 500 using the above-described discrete time state space model. The observer 421 corresponds to the state observer 420 described with reference to FIG.

制御セクションには、第１ＢＰＦブロック４３４、トルク算出ブロック４３５、動力学補償器４３６及び第２ＢＰＦブロック４３７が示されている。推定された軸ねじれ振動θ_ｓを表す軸ねじれ振動データは、オブザーバ４２１から第１ＢＰＦブロック４３４へ出力される。第１ＢＰＦブロック４３４は、軸ねじれ振動データから角度伝達誤差の角周波数ω_ｄで変動する周波数成分を抽出するバンドパスフィルタとして機能する。第１ＢＰＦブロック４３４によって処理された軸ねじれ振動データは、トルク算出ブロック４３５へ出力される。 In the control section, a first BPF block 434, a torque calculation block 435, a dynamic compensator 436, and a second BPF block 437 are shown. The axial torsional vibration data representing the estimated axial torsional vibration θ _s is output from the observer 421 to the first BPF block 434. The 1BPF block 434 functions as a bandpass filter for extracting a frequency component that varies at the angular frequency omega _d angular transmission error from the shaft torsional vibration data. The shaft torsional vibration data processed by the first BPF block 434 is output to the torque calculation block 435.

トルク算出ブロック４３５は、軸ねじれ振動θ_ｓに、揺動型減速機５００のバネ特性を表す伝達関数Ｋ_ｓを乗算し、角周波数ω_ｄで振動するトルク振動τ_ｓを表すトルク振動データを生成する。トルク振動データは、トルク算出ブロック４３５から動力学補償器４３６へ出力される。本実施形態において、トルク算出部は、第１ＢＰＦブロック４３４とトルク算出ブロック４３５とによって例示される。 Torque calculating block 435, the torsional torque theta _s, generates a torque vibration data representing the torque vibration tau _s of multiplying the transfer function K _s representing the spring characteristic of the oscillating speed reducer 500, vibrates at an angular frequency omega _d To do. Torque vibration data is output from the torque calculation block 435 to the dynamic compensator 436. In the present embodiment, the torque calculation unit is exemplified by the first BPF block 434 and the torque calculation block 435.

トルク算出ブロック４３５によって算出されたトルク振動τ_ｓは、揺動歯車部に形成された孔によって引き起こされたトルク振動に対応する。動力学補償器４３６は、トルク振動τ_ｓが低減されるように、補償電流値Ｉ_ｃｍｐを算出し、電流データを生成する。補償電流値Ｉ_ｃｍｐを表す電流データは、動力学補償器４３６から第２ＢＰＦブロック４３７へ出力される。 The torque vibration τ _s calculated by the torque calculation block 435 corresponds to the torque vibration caused by the hole formed in the rocking gear portion. The dynamic compensator 436 calculates a compensation current value I _cmp so as to reduce the torque vibration τ _s and generates current data. Current data representing the compensation current value I _cmp is output from the dynamic compensator 436 to the second BPF block 437.

第２ＢＰＦブロック４３７は、電流データから角度伝達誤差の角周波数ω_ｄで変動する周波数成分を抽出するバンドパスフィルタとして機能する。抽出された周波数成分のデータによって、指令電流値の補正に用いられる補償電流値Ｉ_ｃｍｐが最終的に決定される。本実施形態において、電流算出部は、動力学補償器４３６と第２ＢＰＦブロック４３７とによって例示される。第１ＢＰＦブロック４３４、トルク算出ブロック４３５、動力学補償器４３６及び第２ＢＰＦブロック４３７は、図１を参照して説明された第１電流決定部４３１に対応する。 The 2BPF block 437 functions as a bandpass filter for extracting a frequency component that varies at the angular frequency omega _d angular transmission error from the current data. The compensation current value I _cmp used for correcting the command current value is finally determined based on the extracted frequency component data. In the present embodiment, the current calculation unit is exemplified by a dynamic compensator 436 and a second BPF block 437. The first BPF block 434, the torque calculation block 435, the dynamic compensator 436, and the second BPF block 437 correspond to the first current determination unit 431 described with reference to FIG.

制御セクションには、状態フィードバック制御を行う状態フィードバックブロック４３８が示されている。上述の如く、軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータ、モータ２００の角速度ω_Ｍの推定値を表すデータ及び揺動型減速機５００の角速度ω_Ｌの推定値を表すデータは、オブザーバ４２１から状態フィードバックブロック４３８へ出力される。状態フィードバックブロック４３８は、軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータ、モータ２００の角速度ω_Ｍの推定値を表すデータ及び揺動型減速機５００の角速度ω_Ｌの推定値を表すデータを用いて、状態フィードバック電流の大きさを表す状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂを決定する。状態フィードバック制御に関する様々な演算技術が、状態フィードバックブロック４３８に適用されてもよい。本実施形態の制御原理は、状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂを決定するための特定の演算技術に限定されない。 In the control section, a state feedback block 438 for performing state feedback control is shown. As described above, the data representing the estimated value of the torsional vibration theta _s, data representing the estimated value of the angular velocity omega _L of the data and the oscillating speed reducer 500 which represents an estimate of the angular velocity omega _M of the motor 200, the observer 421 Output to state feedback block 438. State feedback block 438, the data representing the estimated value of the torsional vibration theta _s, using the data representing the estimated value of the angular velocity omega _L of the data and the oscillating speed reducer 500 which represents an estimate of the angular velocity omega _M of the motor 200 The state feedback current value I _sfb representing the magnitude of the state feedback current is determined. Various computing techniques related to state feedback control may be applied to the state feedback block 438. The control principle of the present embodiment is not limited to a specific calculation technique for determining the state feedback current value I _sfb .

制御セクションには、加え合わせ点４６１，４６２が示されている。加え合わせ点４６１において、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに正の補償電流値Ｉ_ｃｍｐが加入される。加え合わせ点４６２において、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに負の状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂが加入される。加え合わせ点４６１，４６２は、図１を参照して説明された補正処理部４３３に対応する。 In the control section, addition points 461 and 462 are shown. In addition point 461, positive compensation current value I _cmp is added to command current value I _cmd . In addition point 462, negative state feedback current value I _sfb is added to command current value I _cmd . The addition points 461 and 462 correspond to the correction processing unit 433 described with reference to FIG.

制御セクションには、加え合わせ点４４４が示されている。加え合わせ点４４４には、外部装置（図示せず）によって指示されたモータ２００の目標回転角θ_Ｍ ^ｒｅｆを表す信号が入力される。加えて、加え合わせ点４４４には、モータ２００の回転角θ_Ｍを表す信号が入力される。モータ２００の回転角θ_Ｍを表す信号は、図１を参照して説明されたエンコーダ３００によって生成される信号に対応する。加え合わせ点４４４において、目標回転角θ_Ｍ ^ｒｅｆとモータ２００の回転角θ_Ｍとの間の差が算出される。加え合わせ点４４４は、図１を参照して説明された位置指令生成部４４１に対応する。 An add-on point 444 is shown in the control section. A signal representing the target rotation angle θ _M ^ref of the motor 200 indicated by an external device (not shown) is input to the addition point 444. In addition, a signal representing the rotation angle θ _M of the motor 200 is input to the addition point 444. Signal representing the rotation angle theta _M of the motor 200 corresponds to the signal generated by the encoder 300 described with reference to FIG. In summing point 444 is added, the difference between the rotation angle theta _M of the target rotational angle theta _M ^ref and the motor 200 is calculated. The addition point 444 corresponds to the position command generation unit 441 described with reference to FIG.

制御セクションには、ＰＤ制御の比例項として用いられる伝達関数Ｋ_ｐｐを表す比例項ブロック４４５、ＰＤ制御の微分項として用いられる伝達関数Ｋ_ｐｄを表す微分項ブロック４４６及び加え合わせ点４４７，４４８が示されている。比例項ブロック４４５において、目標回転角θ_Ｍ ^ｒｅｆとモータ２００の回転角θ_Ｍとの間の差及び伝達関数Ｋ_ｐｐが乗算される。微分項ブロック４４６において、微分ブロック４１１によって算出されたモータ２００の角速度ω_Ｍ及び伝達関数Ｋ_ｐｄが乗算される。加え合わせ点４４７において、これらの乗算の結果得られた差分値が、速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆとして決定される。 The control section, the differential term block 446 and summing point 447 and 448 representing the transfer function _{K pd} which is used as the differential term of the proportional term block 445, PD control which represents the transfer function _{K pp} used as the proportional term of the PD control It is shown. A proportional term block 445, the difference and the transfer function _{K pp} between the rotation angle theta _M of the target rotational angle theta _M ^ref and the motor 200 is multiplied. In the differential term block 446, the angular velocity ω _{M of the} motor 200 calculated by the differential block 411 and the transfer function K _pd are multiplied. At the addition point 447, the difference value obtained as a result of these multiplications is determined as the speed command value ω _M ^ref .

速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆは、加え合わせ点４４８に入力される。微分ブロック４１１によって算出されたモータ２００の角速度ω_Ｍも、加え合わせ点４４８に入力される。加え合わせ点４４８において、速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆと角速度ω_Ｍとの差（速度偏差）が算出される。比例項ブロック４４５、微分項ブロック４４６及び加え合わせ点４４７，４４８は、図１を参照して説明された速度指令生成部４４２に対応する。 Speed command value ω _M ^ref is input to addition point 448. The angular velocity ω _{M of the} motor 200 calculated by the differentiation block 411 is also input to the addition point 448. At the addition point 448, the difference (speed deviation) between the speed command value ω _M ^ref and the angular speed ω _M is calculated. The proportional term block 445, the differential term block 446, and the addition points 447 and 448 correspond to the speed command generation unit 442 described with reference to FIG.

制御セクションには、ＰＩ制御の比例項として用いられる伝達関数Ｋ_ｐを表す比例項ブロック４７１、ＰＩ制御の積分項として用いられる伝達関数Ｋ_ｉ／ｓを表す積分項ブロック４７２及び加え合わせ点４７３が示されている。加え合わせ点４４８において算出された速度偏差に関するデータは、比例項ブロック４７１及び積分項ブロック４７２それぞれにおいて処理される。比例項ブロック４７１での処理によって得られたデータ及び積分項ブロック４７２での処理によって得られたデータは、加え合わせ点４７３で足し合わされる。この結果、指令電流値Ｉ_ｃｍｄが決定される。比例項ブロック４７１、積分項ブロック４７２及び加え合わせ点４７３は、図１を参照して説明された電流指令生成部４４３に対応する。 The control section includes a proportional term block 471 representing a transfer function K _p used as a proportional term for PI control, an integral term block 472 representing a transfer function K _i / s used as an integral term for PI control, and an addition point 473. It is shown. Data relating to the velocity deviation calculated at the addition point 448 is processed in the proportional term block 471 and the integral term block 472, respectively. The data obtained by the processing in the proportional term block 471 and the data obtained by the processing in the integral term block 472 are added together at the addition point 473. As a result, the command current value I _cmd is determined. The proportional term block 471, the integral term block 472, and the addition point 473 correspond to the current command generation unit 443 described with reference to FIG.

上述の如く、指令電流値Ｉ_ｃｍｄは、加え合わせ点４６１，４６２において、補償電流値Ｉ_ｃｍｐ及び状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂによって補正される。補正された指令電流値Ｉ_ｃｍｄによって規定される大きさの電流が、その後、モータ２００へ供給される。 As described above, the command current value I _cmd is corrected by the compensation current value I _cmp and the state feedback current value I _{sfb at} the addition points 461 and 462. A current having a magnitude defined by the corrected command current value I _cmd is then supplied to the motor 200.

図６は、制御回路４００の例示的な制御動作を表す概略的なフローチャートである。図１、図５及び図６を参照して、制御回路４００の制御動作が説明される。   FIG. 6 is a schematic flowchart illustrating an exemplary control operation of the control circuit 400. The control operation of the control circuit 400 will be described with reference to FIGS.

（ステップＳ１０５）
ステップＳ１０５において、エンコーダ３００は、モータ２００の回転角θ_Ｍを検出する。検出された回転角θ_Ｍを表す信号は、エンコーダ３００から微分器４１０（微分ブロック４１１）へ出力される。その後、ステップＳ１１０が実行される。 (Step S105)
In step S105, the encoder 300 detects the rotation angle theta _M of the motor 200. Signal representing the detected rotation angle theta _M is output from the encoder 300 to the differentiator 410 (differential block 411). Thereafter, step S110 is executed.

（ステップＳ１１０）
ステップＳ１１０において、微分器４１０（微分ブロック４１１）は、モータ２００の角速度ω_Ｍを算出する。角速度ω_Ｍは、以下の数式によって算出されてもよい。角速度ω_Ｍの算出の後、ステップＳ１１５が実行される。 (Step S110)
In step S110, the differentiator 410 (differentiation block 411) calculates the angular velocity ω _{M of the} motor 200. The angular velocity ω _M may be calculated by the following mathematical formula. After the calculation of the angular velocity ω _M, step S115 is executed.

（ステップＳ１１５）
ステップＳ１１５において、状態観測器４２０（オブザーバ４２１）は、角度伝達誤差の角周波数ω_ｄを算出する（上述の「数４」を参照）。その後、ステップＳ１２０が実行される。 (Step S115)
In step S115, the state observer 420 (observer 421) calculates the angular frequency omega _d angular transmission error (see "Number 4" above). Thereafter, step S120 is executed.

（ステップＳ１２０）
ステップＳ１２０において、状態観測器４２０（オブザーバ４２１）の離散時間状態空間モデルが設定される。ステップＳ１１５において算出された角周波数ω_ｄは、離散時間状態空間モデルの行列成分として用いられる。離散時間状態空間モデルの設定の後、ステップＳ１２５が実行される。 (Step S120)
In step S120, a discrete-time state space model of the state observer 420 (observer 421) is set. The angular frequency ω _d calculated in step S115 is used as a matrix component of the discrete time state space model. After setting the discrete time state space model, step S125 is executed.

（ステップＳ１２５）
ステップＳ１２５において、状態観測器４２０（オブザーバ４２１）は、軸ねじれ振動θ_ｓ（上述の「数１」を参照）、モータ２００の角速度ω_Ｍ及び揺動型減速機５００の角速度ω_Ｌといった状態量を推定する。軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータは、第１電流決定部４３１へ出力される。軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータ、モータ２００の角速度ω_Ｍの推定値を表すデータ及び揺動型減速機５００の角速度ω_Ｌの推定値を表すデータは、第２電流決定部４３２へ出力される。その後、ステップＳ１３０が実行される。 (Step S125)
In step S125, the state observer 420 (observer 421) determines the state quantities such as the shaft torsional vibration θ _s (see “Equation 1” above), the angular velocity ω _{M of the} motor 200, and the angular velocity ω _L of the oscillating speed reducer 500. Is estimated. Data representing the estimated value of the shaft torsional vibration θ _s is output to the first current determining unit 431. Data representing the estimated value of the torsional vibration theta _s, data representing the estimated value of the angular velocity omega _L of the data and the oscillating speed reducer 500 which represents an estimate of the angular velocity omega _M of the motor 200, the second current determination unit 432 Is output. Thereafter, step S130 is executed.

（ステップＳ１３０）
ステップＳ１３０において、第１電流決定部４３１は、第１ＢＰＦブロック４３４及び第２ＢＰＦブロック４３７の中心周波数ωを設定する。第１ＢＰＦブロック４３４及び第２ＢＰＦブロック４３７の中心周波数ωは、上述の「数４」を参照して説明された角周波数ω_ｄを算出するための数式から算出されてもよい（すなわち、ω＝ω_ｄ）。中心周波数ωの設定の後、ステップＳ１３５が実行される。 (Step S130)
In step S <b> 130, the first current determination unit 431 sets the center frequency ω of the first BPF block 434 and the second BPF block 437. The center frequency ω of the first BPF block 434 and the second BPF block 437 may be calculated from the mathematical formula for calculating the angular frequency ω _d described with reference to the above “Equation 4” (that is, ω = ω). _d ). After setting the center frequency ω, step S135 is executed.

（ステップＳ１３５）
ステップＳ１３５において、第１電流決定部４３１は、第１ＢＰＦブロック４３４及び第２ＢＰＦブロック４３７の離散時間状態空間モデルを設定する。ステップＳ１３０において算出された角周波数ωは、第１ＢＰＦブロック４３４及び第２ＢＰＦブロック４３７の散時間状態空間モデルの行列成分として用いられる。離散時間状態空間モデルの設定の後、ステップＳ１４０が実行される。 (Step S135)
In step S <b> 135, the first current determination unit 431 sets a discrete time state space model of the first BPF block 434 and the second BPF block 437. The angular frequency ω calculated in step S <b> 130 is used as a matrix component of the discrete-time state space model of the first BPF block 434 and the second BPF block 437. After setting the discrete time state space model, step S140 is executed.

（ステップＳ１４０）
ステップＳ１４０において、第１電流決定部４３１（第１ＢＰＦブロック４３４）は、軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータから、角周波数ωで変動する周波数成分を抽出する。その後、ステップＳ１４５が実行される。 (Step S140)
In step S140, the first current determination unit 431 (first BPF block 434) extracts a frequency component that fluctuates at the angular frequency ω from the data representing the estimated value of the axial torsional vibration θ _s . Thereafter, step S145 is executed.

（ステップＳ１４５）
ステップＳ１４５において、第１電流決定部４３１（トルク算出ブロック４３５）は、軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータからトルク振動τ_ｓを表すトルク振動データを生成する。ステップＳ１４０において、不要な周波数成分が、軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータから取り除かれているので、第１電流決定部４３１（トルク算出ブロック４３５）は、トルク振動τ_ｓを精度よく算出することができる。トルク振動データの生成の後、ステップＳ１５０が実行される。 (Step S145)
In step S145, the first current determination unit 431 (torque calculation block 435) generates torque vibration data representing the torque vibration τ _s from the data representing the estimated value of the shaft torsional vibration θ _s . In step S140, since unnecessary frequency components are removed from the data representing the estimated value of the shaft torsional vibration θ _s , the first current determination unit 431 (torque calculation block 435) calculates the torque vibration τ _s with high accuracy. can do. Step S150 is executed after the generation of the torque vibration data.

（ステップＳ１５０）
ステップＳ１５０において、第１電流決定部４３１（動力学補償器４３６）は、トルク振動データから補償電流値Ｉ_ｃｍｐを算出する。その後、ステップＳ１５５が実行される。 (Step S150)
In step S150, the first current determination unit 431 (dynamic compensator 436) calculates a compensation current value I _cmp from the torque vibration data. Thereafter, step S155 is executed.

（ステップＳ１５５）
ステップＳ１５５において、第１電流決定部４３１（第２ＢＰＦブロック４３７）は、補償電流値Ｉ_ｃｍｐを表すデータから角周波数ωで変動する周波数成分を抽出し、指令電流値Ｉ_ｃｍｄの補正に用いられる補償電流値Ｉ_ｃｍｐを決定する。ステップＳ１５５において、不要な周波数成分が、補償電流値Ｉ_ｃｍｐを表すデータから取り除かれるので、指令電流値Ｉ_ｃｍｄは、補償電流値Ｉ_ｃｍｐによって精度よく補正される。補償電流値Ｉ_ｃｍｐの決定の後、ステップＳ１６０が実行される。 (Step S155)
In step S155, the first current determination unit 431 (second BPF block 437) extracts a frequency component that fluctuates at the angular frequency ω from the data representing the compensation current value I _cmp, and is used for correction of the command current value I _cmd. The current value I _cmp is determined. In step S155, since unnecessary frequency components are removed from the data representing the compensation current value I _cmp , the command current value I _cmd is accurately corrected by the compensation current value I _cmp . After determining the compensation current value I _cmp , step S160 is executed.

（ステップＳ１６０）
ステップＳ１６０において、指令情報生成部４４０（位置指令生成部４４１，速度指令生成部４４２）は、速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆを算出する。速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆは、以下の数式から算出されてもよい。速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆの算出の後、ステップＳ１６５が実行される。 (Step S160)
In step S160, the command information generation unit 440 (position command generation unit 441, speed command generation unit 442) calculates a speed command value ω _M ^ref . The speed command value ω _M ^ref may be calculated from the following mathematical formula. After calculation of the speed command value ω _M ^ref , step S165 is executed.

（ステップＳ１６５）
ステップＳ１６５において、速度偏差が加算される。ステップＳ１６５における処理は、以下の数式によって表されてもよい。速度偏差の加算の後、ステップＳ１７０が実行される。 (Step S165)
In step S165, the speed deviation is added. The process in step S165 may be represented by the following mathematical formula. After the addition of the speed deviation, step S170 is executed.

（ステップＳ１７０）
ステップＳ１７０において、電流指令生成部４４３は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄを算出する。指令電流値Ｉ_ｃｍｄは、以下の数式から算出されてもよい。指令電流値Ｉ_ｃｍｄの算出の後、ステップＳ１７５が実行される。 (Step S170)
In step S170, the current command generation unit 443 calculates a command current value I _cmd . The command current value I _cmd may be calculated from the following mathematical formula. Step S175 is performed after the calculation of the command current value I _cmd .

（ステップＳ１７５）
ステップＳ１７５において、第２電流決定部４３２（状態フィードバックブロック４３８）は、状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂを算出する。状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂは、以下の数式から算出されてもよい。状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂの算出の後、ステップＳ１８０が実行される。 (Step S175)
In step S175, the second current determination unit 432 (state feedback block 438) calculates the state feedback current value I _sfb . The state feedback current value I _sfb may be calculated from the following equation. After calculation of the state feedback current value I _sfb , step S180 is executed.

（ステップＳ１８０）
ステップＳ１８０において、補正処理部４３３（加え合わせ点４６２）は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに、負の状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂを加入する。ステップＳ１８０における処理は、以下の数式によって表されてもよい。指令電流値Ｉ_ｃｍｄへの状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂの加入の後、ステップＳ１８５が実行される。 (Step S180)
In step S180, the correction processing unit 433 (addition point 462) adds the negative state feedback current value I _sfb to the command current value I _cmd . The process in step S180 may be expressed by the following mathematical formula. After the addition of the state feedback current value I _sfb to the command current value I _cmd , step S185 is executed.

（ステップＳ１８５）
ステップＳ１８５において、補正処理部４３３（加え合わせ点４６１）は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに、正の補償電流値Ｉ_ｃｍｐを加入する。ステップＳ１８５における処理は、以下の数式によって表されてもよい。指令電流値Ｉ_ｃｍｄへの補償電流値Ｉ_ｃｍｐの加入の後、ステップＳ１９０が実行される。 (Step S185)
In step S185, the correction processing unit 433 (addition point 461) adds the positive compensation current value I _cmp to the command current value I _cmd . The process in step S185 may be represented by the following mathematical formula. After the compensation current value I _cmp is _added to the command current value I _cmd , step S190 is executed.

（ステップＳ１９０）
ステップＳ１９０において、補正処理部４３３は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄを駆動部４５０のＤ／Ａチャネルへ出力する。駆動部４５０は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに応じて、駆動信号をモータ２００へ出力する。 (Step S190)
In step S190, the correction processing unit 433 outputs the command current value I _cmd to the D / A channel of the driving unit 450. The drive unit 450 outputs a drive signal to the motor 200 in accordance with the command current value I _cmd .

＜状態観測器＞
図１、図５及び図６を参照して、状態観測器４２０（オブザーバ４２１）が説明される。 <State observer>
The state observer 420 (observer 421) will be described with reference to FIGS.

図５に示されるアクチュエータセクションにおいて、状態変数ｘ及び入力ｕは、以下の数式で表される。   In the actuator section shown in FIG. 5, the state variable x and the input u are expressed by the following mathematical formulas.

図５に示されるアクチュエータセクションにおける状態方程式は、以下の数式によって与えられる。   The equation of state in the actuator section shown in FIG. 5 is given by:

連続系における状態観測器４２０（オブザーバ４２１）の状態方程式及び行列は、以下の数式によって与えられる。以下の数式において、「ｕ_ｏ」は、状態観測器４２０（オブザーバ４２１）への入力を表す行列を表す。 The state equation and matrix of the state observer 420 (observer 421) in the continuous system are given by the following equations. In the following mathematical formula, “u _o ” represents a matrix representing an input to the state observer 420 (observer 421).

離散時間モデルへの上述の連続時間モデルの変換によって、以下の状態方程式及び行列が得られる。   Conversion of the above continuous time model to a discrete time model yields the following equation of state and matrix:

図６を参照して説明されたステップＳ１２０において、上述の「数１５」に示される行列の演算が実行される。   In step S120 described with reference to FIG. 6, the calculation of the matrix shown in the above-mentioned “Equation 15” is executed.

＜バンドパスフィルタ＞
図５及び図６を参照して、第１ＢＰＦブロック４３４及び第２ＢＰＦブロック４３７が説明される。 <Band pass filter>
The first BPF block 434 and the second BPF block 437 will be described with reference to FIGS. 5 and 6.

第１ＢＰＦブロック４３４及び第２ＢＰＦブロック４３７の伝達関数は、以下の数式によって表されてもよい。以下の数式中、「Ｑ」は、ゲイン曲線の鋭さ（通過域幅）を決定する選択度（Ｑｕａｌｉｔｙ Ｆａｃｔｏｒ）を表す。   The transfer functions of the first BPF block 434 and the second BPF block 437 may be expressed by the following mathematical formula. In the following formula, “Q” represents a selectivity (Quality Factor) that determines the sharpness (passband width) of the gain curve.

第１ＢＰＦブロック４３４及び第２ＢＰＦブロック４３７の連続時間モデルから離散時間モデルへの変換によって、以下の行列が得られる。   The conversion of the first BPF block 434 and the second BPF block 437 from the continuous time model to the discrete time model yields the following matrix.

図６を参照して説明されたステップＳ１３０において、上述の「数１７」に示される行列の演算が実行される。   In step S <b> 130 described with reference to FIG. 6, the matrix operation shown in the above “Equation 17” is executed.

＜動力学補償器＞
図５及び図６を参照して、動力学補償器４３６が説明される。 <Dynamic compensator>
With reference to FIGS. 5 and 6, the dynamic compensator 436 will be described.

動力学補償器４３６は、補償電流Ｉ_ｃｍｐから外乱トルクτ_ｄｉｓまでの伝達関数の逆システムとして設定される。動力学補償器４３６は、以下の数式によって表される。 The dynamic compensator 436 is set as an inverse system of a transfer function from the compensation current I _cmp to the disturbance torque τ _dis . The dynamic compensator 436 is represented by the following mathematical formula.

＜実証試験＞
本発明者等は、図２Ａを参照して説明された揺動型減速機５００Ａの設計原理に基づいて構築された減速機を用いて、角度伝達誤差の低減効果を検証した。使用された減速機は、２つの揺動歯車（Ｎ_ｇ＝２）と、４０本の内歯ピン（Ｎ_ｐ＝４０）と、を備える。各揺動歯車には、３つのシャフト孔（ｋ_ｅ＝３）が形成されている。 <Verification test>
The present inventors verified the effect of reducing the angle transmission error by using a speed reducer constructed on the basis of the design principle of the oscillating speed reducer 500A described with reference to FIG. 2A. The used speed reducer comprises two oscillating gears (N _g = 2) and 40 internal teeth pins (N _p = 40). Each swing gear is formed with three shaft holes (k _e = 3).

減速機は、４０本の内歯ピンを備えるので、各揺動歯車が、外筒部の内壁に沿って一周するのに、クランク軸は４０回転する必要がある。クランク軸が１回転する間、各揺動歯車に、６回の剛性変動が生ずる。したがって、各揺動歯車が、外筒部の内壁に沿って一周する間に、減速機内では、２４０回の剛性変動が発生することとなる。   Since the speed reducer includes 40 internal teeth pins, the crankshaft needs to rotate 40 times for each swing gear to make a round along the inner wall of the outer cylinder portion. During one revolution of the crankshaft, six fluctuations in rigidity occur in each oscillating gear. Therefore, while each oscillating gear makes one round along the inner wall of the outer cylinder portion, 240 times of fluctuation in rigidity occurs in the reduction gear.

図７Ａ及び図７Ｂは、実証試験の結果を表すグラフである。図７Ａは、補償電流値による補正がない条件下で得られた試験データを示す。図７Ｂは、補償電流値による補正がある条件下で得られた試験データを示す。   7A and 7B are graphs showing the results of the verification test. FIG. 7A shows test data obtained under conditions without correction by the compensation current value. FIG. 7B shows test data obtained under conditions where there is correction by the compensation current value.

図７Ａ及び図７Ｂの横軸は、減速機の出力回転角を表す。図７Ａ及び図７Ｂの縦軸は、角度伝達誤差を表す。図７Ａ及び図７Ｂに示される角度伝達誤差は、正規化され、パーセンテージで表される。図７Ａ及び図７Ｂのグラフの縦軸の縮尺は等しいので、図７Ａに示される角度伝達誤差と図７Ｂに示される角度伝達誤差との間の直接的な比較は可能である。   7A and 7B represents the output rotation angle of the speed reducer. The vertical axis in FIGS. 7A and 7B represents the angle transmission error. The angle transmission error shown in FIGS. 7A and 7B is normalized and expressed as a percentage. Since the vertical scales of the graphs of FIGS. 7A and 7B are equal, a direct comparison between the angle transmission error shown in FIG. 7A and the angle transmission error shown in FIG. 7B is possible.

図７Ａに示されるデータと図７Ｂに示されるデータとの間の比較から、補償電流値による補正がある条件下において、角度伝達誤差は、約３０％低減されることが実証された。   A comparison between the data shown in FIG. 7A and the data shown in FIG. 7B demonstrates that under conditions where there is correction by the compensation current value, the angular transmission error is reduced by about 30%.

本発明者等は、図７Ａ及び図７Ｂに示されるデータを用いて、ＦＦＴ解析を行った。本実施形態の制御原理によって角度伝達誤差が低減されているならば、２４０の角周波数成分が補償電流によって低減されていることとなる。   The present inventors performed FFT analysis using the data shown in FIGS. 7A and 7B. If the angle transmission error is reduced by the control principle of the present embodiment, 240 angular frequency components are reduced by the compensation current.

図８Ａ及び図８Ｂは、ＦＦＴ解析の結果を表すグラフである。図８Ａは、図７Ａに示されるデータから得られたＦＦＴ解析の結果を示す。図８Ｂは、図７Ｂに示されるデータから得られたＦＦＴ解析の結果を示す。   8A and 8B are graphs showing the results of FFT analysis. FIG. 8A shows the results of the FFT analysis obtained from the data shown in FIG. 7A. FIG. 8B shows the result of the FFT analysis obtained from the data shown in FIG. 7B.

図８Ａ及び図８Ｂのグラフの横軸は、角周波数を示す。図８Ａのグラフと図８Ｂのグラフとを対比すると、２４０の角周波数成分が、大幅に低減されていることが分かる。したがって、本実施形態の制御原理が、角度伝達誤差を効果的に低減できることが実証された。   The horizontal axis of the graphs in FIGS. 8A and 8B indicates the angular frequency. Comparing the graph of FIG. 8A and the graph of FIG. 8B, it can be seen that the angular frequency components of 240 are significantly reduced. Therefore, it has been proved that the control principle of this embodiment can effectively reduce the angle transmission error.

＜第２実施形態＞
第１実施形態に関連して説明されたオブザーバは、軸ねじれ振動を出力する。代替的に、オブザーバは、歯車部に形成された孔に起因する振動成分を出力してもよい。第２実施形態において、歯車部に形成された孔に起因する振動成分を出力するオブザーバを備える減速機システムが説明される。 Second Embodiment
The observer described in connection with the first embodiment outputs shaft torsional vibration. Alternatively, the observer may output a vibration component caused by a hole formed in the gear portion. In the second embodiment, a reduction gear system including an observer that outputs a vibration component caused by a hole formed in a gear portion will be described.

図９は、減速機システム１００（図１を参照）の制御ブロック線図である。第１実施形態及び第２実施形態の間で共通して用いられる符号及び記号は、当該共通の符号及び記号が付された要素が、第１実施形態と同一の機能を有することを意味する。したがって、第１実施形態の説明は、これらの要素に援用される。図１、図５及び図９を参照して、減速機システム１００が説明される。   FIG. 9 is a control block diagram of the reduction gear system 100 (see FIG. 1). The symbols and symbols used in common between the first embodiment and the second embodiment mean that the elements to which the common symbols and symbols are attached have the same functions as those in the first embodiment. Therefore, description of 1st Embodiment is used for these elements. The reduction gear system 100 is described with reference to FIGS. 1, 5, and 9.

第１実施形態と同様に、図９に示される制御ブロック線図は、アクチュエータセクションと制御セクションとに分けられる。アクチュエータセクションは、図１を参照して説明されたモータ２００及び揺動型減速機５００を表す。制御セクションは、図１を参照して説明された制御回路４００を表す。アクチュエータセクションの構造は、第１実施形態と同一である。したがって、第１実施形態の説明は、アクチュエータセクションに援用される。   Similar to the first embodiment, the control block diagram shown in FIG. 9 is divided into an actuator section and a control section. The actuator section represents the motor 200 and the oscillating speed reducer 500 described with reference to FIG. The control section represents the control circuit 400 described with reference to FIG. The structure of the actuator section is the same as in the first embodiment. Therefore, the description of the first embodiment is applied to the actuator section.

第１実施形態と同様に、制御セクションは、微分ブロック４１１と、動力学補償器４３６と、第２ＢＰＦブロック４３７と、状態フィードバックブロック４３８と、加え合わせ点４４４，４４７，４４８，４６１，４６２，４７３と、比例項ブロック４４５，４７１と、微分項ブロック４４６と、積分項ブロック４７２と、を含む。第１実施形態の説明は、これらの要素に援用される。   Similar to the first embodiment, the control section includes a differentiation block 411, a dynamic compensator 436, a second BPF block 437, a state feedback block 438, and addition points 444, 447, 448, 461, 462, and 473. And proportional term blocks 445 and 471, a derivative term block 446, and an integral term block 472. The description of the first embodiment is incorporated in these elements.

制御セクションは、オブザーバ４２１Ａと、トルク算出ブロック４３５Ａと、を更に備える。第１実施形態とは異なり、オブザーバ４２１Ａは、振動成分θ_ｅｒｒを出力する。上述の「数１２」によって示されるように、状態変数ｘは、振動成分θ_ｅｒｒを行列の成分として含むので、オブザーバ４２１Ａは、図５を参照して説明されたオブザーバ４２１と構造的に同一であってもよい。 The control section further includes an observer 421A and a torque calculation block 435A. Unlike the first embodiment, the observer 421A outputs a vibration component θ _err . As indicated by the above “Equation 12”, the state variable x includes the vibration component θ _err as a matrix component, so that the observer 421A is structurally identical to the observer 421 described with reference to FIG. There may be.

第１実施形態とは異なり、振動成分θ_ｅｒｒは、オブザーバ４２１Ａからトルク算出ブロック４３５Ａへ直接的に出力される。トルク算出ブロック４３５Ａは、振動成分θ_ｅｒｒに、揺動型減速機５００（図１を参照）のバネ特性を表す伝達関数Ｋ_ｓを乗算し、角周波数ω_ｄで振動するトルク振動τ_ｓを表すトルク振動データを生成する。トルク振動データは、トルク算出ブロック４３５Ａから動力学補償器４３６へ出力される。本実施形態において、トルク算出部は、トルク算出ブロック４３５Ａによって例示される。 Unlike the first embodiment, the vibration component θ _err is directly output from the observer 421A to the torque calculation block 435A. The torque calculation block 435A represents a torque vibration τ _s that vibrates at an angular frequency ω _d by multiplying the vibration component θ _err by the transfer function K _s representing the spring characteristics of the oscillating speed reducer 500 (see FIG. 1). Generate torque vibration data. The torque vibration data is output from the torque calculation block 435A to the dynamic compensator 436. In the present embodiment, the torque calculation unit is exemplified by a torque calculation block 435A.

トルク算出ブロック４３５Ａによって算出されたトルク振動τ_ｓは、揺動歯車部に形成された孔によって引き起こされたトルク振動に対応する。動力学補償器４３６は、トルク振動τ_ｓが低減されるように、補償電流値Ｉ_ｃｍｐを算出し、電流データを生成する。補償電流値Ｉ_ｃｍｐを表す電流データは、動力学補償器４３６から第２ＢＰＦブロック４３７へ出力される。 The torque vibration τ _s calculated by the torque calculation block 435A corresponds to the torque vibration caused by the hole formed in the rocking gear portion. The dynamic compensator 436 calculates a compensation current value I _cmp so as to reduce the torque vibration τ _s and generates current data. Current data representing the compensation current value I _cmp is output from the dynamic compensator 436 to the second BPF block 437.

第２ＢＰＦブロック４３７は、電流データから角度伝達誤差の角周波数ω_ｄで変動する周波数成分を抽出するバンドパスフィルタとして機能する。抽出された周波数成分のデータによって、指令電流値の補正に用いられる補償電流値Ｉ_ｃｍｐが最終的に決定される。 The 2BPF block 437 functions as a bandpass filter for extracting a frequency component that varies at the angular frequency omega _d angular transmission error from the current data. The compensation current value I _cmp used for correcting the command current value is finally determined based on the extracted frequency component data.

図１０は、減速機システム１００の例示的な制御動作を表す概略的なフローチャートである。図１、図９及び図１０を参照して、制御回路４００の制御動作が説明される。   FIG. 10 is a schematic flowchart showing an exemplary control operation of the reduction gear system 100. The control operation of the control circuit 400 will be described with reference to FIG. 1, FIG. 9, and FIG.

（ステップＳ２０５）
ステップＳ２０５において、エンコーダ３００は、モータ２００の回転角θ_Ｍを検出する。検出された回転角θ_Ｍを表す信号は、エンコーダ３００から微分器４１０（微分ブロック４１１）へ出力される。その後、ステップＳ２１０が実行される。 (Step S205)
In step S205, the encoder 300 detects the rotation angle theta _M of the motor 200. Signal representing the detected rotation angle theta _M is output from the encoder 300 to the differentiator 410 (differential block 411). Thereafter, step S210 is executed.

（ステップＳ２１０）
ステップＳ２１０において、微分器４１０（微分ブロック４１１）は、モータ２００の角速度ω_Ｍを算出する。角速度ω_Ｍは、上述の「数５」によって算出されてもよい。角速度ω_Ｍの算出の後、ステップＳ２１５が実行される。 (Step S210)
In step S210, the differentiator 410 (differentiation block 411) calculates the angular velocity ω _{M of the} motor 200. The angular velocity ω _M may be calculated by the above “Equation 5”. After calculation of the angular velocity omega _M, step S215 is executed.

（ステップＳ２１５）
ステップＳ２１５において、状態観測器４２０（オブザーバ４２１Ａ）は、角度伝達誤差の角周波数ω_ｄを算出する（上述の「数４」を参照）。その後、ステップＳ２２０が実行される。 (Step S215)
In step S215, the state observer 420 (observer 421A) calculates the angular frequency ω _d of the angle transmission error (see “Expression 4” above). Thereafter, step S220 is executed.

（ステップＳ２２０）
ステップＳ２２０において、状態観測器４２０（オブザーバ４２１Ａ）の離散時間状態空間モデルが設定される。ステップＳ２１５において算出された角周波数ω_ｄは、離散時間状態空間モデルの行列成分として用いられる。離散時間状態空間モデルの設定の後、ステップＳ２２５が実行される。 (Step S220)
In step S220, a discrete-time state space model of the state observer 420 (observer 421A) is set. The angular frequency ω _d calculated in step S215 is used as a matrix component of the discrete time state space model. After setting the discrete time state space model, step S225 is executed.

（ステップＳ２２５）
ステップＳ２２５において、状態観測器４２０（オブザーバ４２１Ａ）は、軸ねじれ振動θ_ｓ（上述の「数１」を参照）、モータ２００の角速度ω_Ｍ、揺動型減速機５００の角速度ω_Ｌ及び振動成分θ_ｅｒｒといった状態量を推定する。振動成分θ_ｅｒｒの推定値を表すデータは、第１電流決定部４３１へ出力される。軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータ、モータ２００の角速度ω_Ｍの推定値を表すデータ及び揺動型減速機５００の角速度ω_Ｌの推定値を表すデータは、第２電流決定部４３２へ出力される。その後、ステップＳ２３０が実行される。 (Step S225)
In step S225, the state observer 420 (observer 421A) determines the axial torsional vibration θ _s (see “Equation 1” above), the angular velocity ω _{M of the} motor 200, the angular velocity ω _L of the oscillating speed reducer 500, and the vibration component. A state quantity such as θ _err is estimated. Data representing the estimated value of the vibration component θ _err is output to the first current determination unit 431. Data representing the estimated value of the torsional vibration theta _s, data representing the estimated value of the angular velocity omega _L of the data and the oscillating speed reducer 500 which represents an estimate of the angular velocity omega _M of the motor 200, the second current determination unit 432 Is output. Thereafter, step S230 is executed.

（ステップＳ２３０）
ステップＳ２３０において、第１電流決定部４３１は、第２ＢＰＦブロック４３７の中心周波数ωを設定する。第２ＢＰＦブロック４３７の中心周波数ωは、上述の「数４」を参照して説明された角周波数ω_ｄを算出するための数式から算出されてもよい（すなわち、ω＝ω_ｄ）。中心周波数ωの設定の後、ステップＳ２３５が実行される。 (Step S230)
In step S <b> 230, the first current determination unit 431 sets the center frequency ω of the second BPF block 437. The center frequency ω of the second BPF block 437 may be calculated from the equation for calculating the angular frequency ω _d described with reference to the above “Equation 4” (that is, ω = ω _d ). After setting the center frequency ω, step S235 is executed.

（ステップＳ２３５）
ステップＳ２３５において、第１電流決定部４３１は、第２ＢＰＦブロック４３７の離散時間状態空間モデルを設定する。ステップＳ２３０において算出された角周波数ωは、第２ＢＰＦブロック４３７の散時間状態空間モデルの行列成分として用いられる。離散時間状態空間モデルの設定の後、ステップＳ２４５が実行される。 (Step S235)
In step S235, the first current determination unit 431 sets the discrete time state space model of the second BPF block 437. The angular frequency ω calculated in step S230 is used as a matrix component of the discrete time state space model of the second BPF block 437. After setting the discrete time state space model, step S245 is executed.

（ステップＳ２４５）
ステップＳ２４５において、第１電流決定部４３１（トルク算出ブロック４３５Ａ）は、振動成分θ_ｅｒｒの推定値を表すデータからトルク振動τ_ｓを表すトルク振動データを生成する。トルク振動データの生成の後、ステップＳ２５０が実行される。 (Step S245)
In step S245, the first current determination unit 431 (torque calculation block 435A) generates torque vibration data representing the torque vibration τ _s from the data representing the estimated value of the vibration component θ _err . Step S250 is performed after the generation of the torque vibration data.

（ステップＳ２５０）
ステップＳ２５０において、第１電流決定部４３１（動力学補償器４３６）は、トルク振動データから補償電流値Ｉ_ｃｍｐを算出する。その後、ステップＳ２５５が実行される。 (Step S250)
In step S250, the first current determination unit 431 (dynamic compensator 436) calculates a compensation current value I _cmp from the torque vibration data. Thereafter, step S255 is executed.

（ステップＳ２５５）
ステップＳ２５５において、第１電流決定部４３１（第２ＢＰＦブロック４３７）は、補償電流値Ｉ_ｃｍｐを表すデータから角周波数ωで変動する周波数成分を抽出し、指令電流値Ｉ_ｃｍｄの補正に用いられる補償電流値Ｉ_ｃｍｐを決定する。ステップＳ２５５において、不要な周波数成分が、補償電流値Ｉ_ｃｍｐを表すデータから取り除かれるので、指令電流値Ｉ_ｃｍｄは、補償電流値Ｉ_ｃｍｐによって精度よく補正される。補償電流値Ｉ_ｃｍｐの決定の後、ステップＳ２６０が実行される。 (Step S255)
In step S255, the first current determination unit 431 (second BPF block 437) extracts a frequency component that fluctuates at the angular frequency ω from the data representing the compensation current value I _cmp, and is used for correction of the command current value I _cmd. The current value I _cmp is determined. In step S255, unnecessary frequency components are removed from the data representing the compensation current value I _cmp , so that the command current value I _cmd is accurately corrected by the compensation current value I _cmp . Step S260 is performed after the compensation current value I _cmp is determined.

（ステップＳ２６０）
ステップＳ２６０において、指令情報生成部４４０（位置指令生成部４４１，速度指令生成部４４２）は、速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆを算出する。速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆは、上述の「数６」から算出されてもよい。速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆの算出の後、ステップＳ２６５が実行される。 (Step S260)
In step S260, the command information generation unit 440 (position command generation unit 441, speed command generation unit 442) calculates a speed command value ω _M ^ref . The speed command value ω _M ^ref may be calculated from the above “Equation 6”. After calculation of the speed command value ω _M ^ref , step S265 is executed.

（ステップＳ２６５）
ステップＳ２６５において、速度偏差が加算される。ステップＳ２６５における処理は、上述の「数７」によって表されてもよい。速度偏差の加算の後、ステップＳ２７０が実行される。 (Step S265)
In step S265, the speed deviation is added. The process in step S265 may be represented by the above “Equation 7”. Step S270 is executed after the addition of the speed deviation.

（ステップＳ２７０）
ステップＳ２７０において、電流指令生成部４４３は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄを算出する。指令電流値Ｉ_ｃｍｄは、上述の「数８」から算出されてもよい。指令電流値Ｉ_ｃｍｄの算出の後、ステップＳ２７５が実行される。 (Step S270)
In step S270, the current command generation unit 443 calculates a command current value I _cmd . The command current value I _cmd may be calculated from the above “ _Equation 8”. Step S275 is performed after calculation of the command current value I _cmd .

（ステップＳ２７５）
ステップＳ２７５において、第２電流決定部４３２（状態フィードバックブロック４３８）は、状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂを算出する。状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂは、上述の「数９」から算出されてもよい。状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂの算出の後、ステップＳ２８０が実行される。 (Step S275)
In step S275, the second current determination unit 432 (state feedback block 438) calculates a state feedback current value I _sfb . The state feedback current value I _sfb may be calculated from the above “ _Equation 9”. Step S280 is performed after the calculation of the state feedback current value I _sfb .

（ステップＳ２８０）
ステップＳ２８０において、補正処理部４３３（加え合わせ点４６２）は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに、負の状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂを加入する。ステップＳ２８０における処理は、上述の「数１０」によって表されてもよい。指令電流値Ｉ_ｃｍｄへの状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂの加入の後、ステップＳ２８５が実行される。 (Step S280)
In step S280, the correction processing unit 433 (addition point 462) adds the negative state feedback current value I _sfb to the command current value I _cmd . The process in step S280 may be represented by the above “Equation 10”. After the state feedback current value I _sfb is _added to the command current value I _cmd , step S285 is executed.

（ステップＳ２８５）
ステップＳ２８５において、補正処理部４３３（加え合わせ点４６１）は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに、正の補償電流値Ｉ_ｃｍｐを加入する。ステップＳ２８５における処理は、上述の「数１１」によって表されてもよい。指令電流値Ｉ_ｃｍｄへの補償電流値Ｉ_ｃｍｐの加入の後、ステップＳ２９０が実行される。 (Step S285)
In step S285, the correction processing unit 433 (addition point 461) adds the positive compensation current value I _cmp to the command current value I _cmd . The process in step S285 may be represented by the above-mentioned “Equation 11”. Step S290 is performed after the addition of the compensation current value I _cmp to the command current value I _cmd .

（ステップＳ２９０）
ステップＳ２９０において、補正処理部４３３は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄを駆動部４５０のＤ／Ａチャネルへ出力する。駆動部４５０は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに応じて、駆動信号をモータ２００へ出力する。 (Step S290)
In step S290, the correction processing unit 433 outputs the command current value I _cmd to the D / A channel of the driving unit 450. The drive unit 450 outputs a drive signal to the motor 200 in accordance with the command current value I _cmd .

＜第３実施形態＞
第１実施形態及び第２実施形態に関連して説明されたオブザーバは、ステップ関数のように急激に変化する外乱トルクを考慮して、角度誤差を推定することができる。しかしながら、減速機が組み込まれるシステムは、周期的に変化する外乱負荷を受けることもある。第３実施形態において、周期的に変化する外乱負荷が存在する環境下においても、角度伝達誤差を低減することができる減速機システムが説明される。 <Third Embodiment>
The observer described in connection with the first embodiment and the second embodiment can estimate the angular error in consideration of disturbance torque that changes rapidly like a step function. However, a system incorporating a reduction gear may be subjected to a disturbance load that changes periodically. In the third embodiment, a reduction gear system capable of reducing an angle transmission error even in an environment where a disturbance load that changes periodically is present will be described.

図１１は、減速機システム１００Ｂの例示的な機能構成を表す概略的なブロック図である。第１実施形態及び第３実施形態の間で共通して用いられる符号及び記号は、当該共通の符号及び記号が付された要素が、第１実施形態と同一の機能を有することを意味する。したがって、第１実施形態の説明は、これらの要素に援用される。図１１を参照して、減速機システム１００Ｂが説明される。   FIG. 11 is a schematic block diagram illustrating an exemplary functional configuration of the reduction gear system 100B. The symbols and symbols used in common between the first embodiment and the third embodiment mean that the elements to which the common symbols and symbols are attached have the same functions as those in the first embodiment. Therefore, description of 1st Embodiment is used for these elements. The reduction gear system 100B will be described with reference to FIG.

第１実施形態と同様に、減速機システム１００Ｂは、モータ２００と、エンコーダ３００と、揺動型減速機５００と、を備える。第１実施形態の説明は、これらの要素に援用される。   Similar to the first embodiment, the speed reducer system 100 </ b> B includes a motor 200, an encoder 300, and an oscillating speed reducer 500. The description of the first embodiment is incorporated in these elements.

減速機システム１００Ｂは、制御回路４００Ｂを更に備える。第１実施形態と同様に、制御回路４００Ｂは、微分器４１０と、補正部４３０と、指令情報生成部４４０と、駆動部４５０と、を含む。第１実施形態の説明は、これらの要素に援用される。   The reduction gear system 100B further includes a control circuit 400B. Similar to the first embodiment, the control circuit 400B includes a differentiator 410, a correction unit 430, a command information generation unit 440, and a drive unit 450. The description of the first embodiment is incorporated in these elements.

制御回路４００Ｂは、状態観測器４２０Ｂと、負荷演算部４８０と、を更に含む。第１実施形態と同様に、状態観測器４２０Ｂは、モータ２００の角速度に関する角速度情報を、微分器４１０から受け取る。負荷演算部４８０は、周期的に変動する高次の外乱負荷（たとえば、重力負荷）に関する演算処理を実行する。演算処理の結果は、負荷演算部４８０から状態観測器４２０Ｂへ出力される。本実施形態において、外乱因子は、負荷演算部４８０が処理する外乱負荷によって例示される。   Control circuit 400B further includes a state observer 420B and a load calculation unit 480. Similar to the first embodiment, the state observer 420B receives angular velocity information related to the angular velocity of the motor 200 from the differentiator 410. The load calculation unit 480 executes a calculation process related to a high-order disturbance load (for example, a gravity load) that varies periodically. The result of the calculation process is output from the load calculation unit 480 to the state observer 420B. In the present embodiment, the disturbance factor is exemplified by a disturbance load processed by the load calculation unit 480.

図１２は、減速機システム１００Ｂ（図１１を参照）の制御ブロック線図である。第２実施形態及び第３実施形態の間で共通して用いられる符号及び記号は、当該共通の符号及び記号が付された要素が、第２実施形態と同一の機能を有することを意味する。したがって、第２実施形態の説明は、これらの要素に援用される。図１１及び図１２を参照して、減速機システム１００Ｂが説明される。   FIG. 12 is a control block diagram of the reduction gear system 100B (see FIG. 11). The symbols and symbols used in common between the second embodiment and the third embodiment mean that the elements to which the common symbols and symbols are attached have the same functions as those of the second embodiment. Therefore, description of 2nd Embodiment is used for these elements. The reduction gear system 100B will be described with reference to FIGS.

第２実施形態と同様に、図１２に示される制御ブロック線図は、アクチュエータセクションと制御セクションとに分けられる。アクチュエータセクションは、図１１を参照して説明されたモータ２００及び揺動型減速機５００を表す。制御セクションは、図１１を参照して説明された制御回路４００Ｂを表す。アクチュエータセクションの構造は、第２実施形態と同一である。したがって、第２実施形態の説明は、アクチュエータセクションに援用される。   Similar to the second embodiment, the control block diagram shown in FIG. 12 is divided into an actuator section and a control section. The actuator section represents the motor 200 and the oscillating speed reducer 500 described with reference to FIG. The control section represents the control circuit 400B described with reference to FIG. The structure of the actuator section is the same as in the second embodiment. Therefore, the description of the second embodiment is applied to the actuator section.

第２実施形態と同様に、制御セクションは、微分ブロック４１１と、トルク算出ブロック４３５Ａと、動力学補償器４３６と、第２ＢＰＦブロック４３７と、状態フィードバックブロック４３８と、加え合わせ点４４４，４４７，４４８，４６１，４６２，４７３と、比例項ブロック４４５，４７１と、微分項ブロック４４６と、積分項ブロック４７２と、を含む。第２実施形態の説明は、これらの要素に援用される。   Similar to the second embodiment, the control section includes a differentiation block 411, a torque calculation block 435A, a dynamic compensator 436, a second BPF block 437, a state feedback block 438, and addition points 444, 447, 448. , 461, 462, 473, proportional term blocks 445, 471, a derivative term block 446, and an integral term block 472. The description of the second embodiment is incorporated in these elements.

制御セクションは、オブザーバ４２１Ｂと負荷演算ブロック４８１を更に備える。負荷演算ブロック４８１は、以下の数式を用いて、周期的に変動する高次の外乱負荷τ_ｇを演算する。 The control section further includes an observer 421B and a load calculation block 481. The load calculation block 481 calculates a high-order disturbance load τ _g that varies periodically using the following mathematical formula.

外乱負荷τ_ｇは、負荷演算ブロック４８１からオブザーバ４２１Ｂへ出力される。オブザーバ４２１Ｂは、モータ２００の角速度ω_Ｍ及び外乱負荷τ_ｇを入力として用いて、第２実施形態に関連して説明された様々な推定値を出力する。外乱負荷τ_ｇがオブザーバ４２１Ｂへの入力として利用されるので、上述の「数１４」中の行列「ｕ_ｏ」は、外乱負荷τ_ｇを行列成分として含む。 The disturbance load τ _g is output from the load calculation block 481 to the observer 421B. The observer 421B uses the angular velocity ω _M of the motor 200 and the disturbance load τ _g as inputs, and outputs various estimated values described in relation to the second embodiment. Since the disturbance load τ _g is used as an input to the observer 421B, the matrix “u _o ” in the above “Equation 14” includes the disturbance load τ _g as a matrix component.

図１３は、上述の「数１９」に示される数式の概念的モデルである。図１２及び図１３を参照して、上述の「数１９」に用いられる記号が説明される。   FIG. 13 is a conceptual model of the mathematical formula shown in the above “Equation 19”. With reference to FIG.12 and FIG.13, the symbol used for said "Equation 19" is demonstrated.

図１３は、揺動型減速機５００と、アーム５０１と、ウェイト５０２と、を示す。上述の「数１９」中の記号「ｍ」は、ウェイト５０２の質量を意味する。上述の「数１９」中の記号「ｌ」は、アーム５０１の長さを意味する。上述の「数１９」中の記号「ｇ」は、重力加速度を意味する。ウェイト５０２が揺れるならば、上述の「数１９」に示される数式に従う外乱負荷が発生する。   FIG. 13 shows an oscillating speed reducer 500, an arm 501, and a weight 502. The symbol “m” in the above “Equation 19” means the mass of the weight 502. The symbol “l” in the above “Equation 19” means the length of the arm 501. The symbol “g” in the above “Equation 19” means gravitational acceleration. If the weight 502 swings, a disturbance load according to the equation shown in the above “Equation 19” is generated.

図１４は、減速機システム１００Ｂの例示的な制御動作を表す概略的なフローチャートである。図１１、図１２及び図１４を参照して、制御回路４００Ｂの制御動作が説明される。   FIG. 14 is a schematic flowchart illustrating an exemplary control operation of the reduction gear system 100B. The control operation of the control circuit 400B will be described with reference to FIG. 11, FIG. 12, and FIG.

（ステップＳ３０５）
ステップＳ３０５において、エンコーダ３００は、モータ２００の回転角θ_Ｍを検出する。検出された回転角θ_Ｍを表す信号は、エンコーダ３００から微分器４１０（微分ブロック４１１）へ出力される。その後、ステップＳ３１０が実行される。 (Step S305)
In step S305, the encoder 300 detects the rotation angle θ _M of the motor 200. Signal representing the detected rotation angle theta _M is output from the encoder 300 to the differentiator 410 (differential block 411). Thereafter, step S310 is executed.

（ステップＳ３１０）
ステップＳ３１０において、微分器４１０（微分ブロック４１１）は、モータ２００の角速度ω_Ｍを算出する。角速度ω_Ｍは、上述の「数５」によって算出されてもよい。角速度ω_Ｍの算出の後、ステップＳ３１５が実行される。 (Step S310)
In step S310, the differentiator 410 (differentiation block 411) calculates the angular velocity ω _{M of the} motor 200. The angular velocity ω _M may be calculated by the above “Equation 5”. After the calculation of the angular velocity ω _M, step S315 is executed.

（ステップＳ３１５）
ステップＳ３１５において、状態観測器４２０Ｂ（オブザーバ４２１Ｂ）は、角度伝達誤差の角周波数ω_ｄを算出する（上述の「数４」を参照）。その後、ステップＳ３１７が実行される。 (Step S315)
In step S315, the state observer 420B (observer 421B) calculates the angular frequency ω _d of the angle transmission error (see “Expression 4” above). Thereafter, step S317 is executed.

（ステップＳ３１７）
ステップＳ３１７において、負荷演算部４８０（負荷演算ブロック４８１）は、外乱負荷τ_ｇを算出する（上述の「数１９」を参照）。その後、ステップＳ３２０が実行される。 (Step S317)
In step S317, the load calculation unit 480 (load calculation block 481) calculates the disturbance load τ _g (see the above “Equation 19”). Thereafter, step S320 is executed.

（ステップＳ３２０）
ステップＳ３２０において、状態観測器４２０Ｂ（オブザーバ４２１Ｂ）の離散時間状態空間モデルが設定される。ステップＳ３１５において算出された角周波数ω_ｄは、離散時間状態空間モデルの行列成分として用いられる。ステップ３１７において算出された外乱負荷τ_ｇは、状態観測器４２０Ｂ（オブザーバ４２１Ｂ）への入力として用いられる。離散時間状態空間モデルの設定の後、ステップＳ３２５が実行される。 (Step S320)
In step S320, a discrete-time state space model of the state observer 420B (observer 421B) is set. The angular frequency ω _d calculated in step S315 is used as a matrix component of the discrete time state space model. The disturbance load τ _g calculated in step 317 is used as an input to the state observer 420B (observer 421B). After setting the discrete time state space model, step S325 is executed.

（ステップＳ３２５）
ステップＳ３２５において、状態観測器４２０Ｂ（オブザーバ４２１Ｂ）は、軸ねじれ振動θ_ｓ（上述の「数１」を参照）、モータ２００の角速度ω_Ｍ、揺動型減速機５００の角速度ω_Ｌ及び振動成分θ_ｅｒｒといった状態量を推定する。振動成分θ_ｅｒｒの推定値を表すデータは、第１電流決定部４３１へ出力される。軸ねじれ振動θ_ｓの推定値を表すデータ、モータ２００の角速度ω_Ｍの推定値を表すデータ及び揺動型減速機５００の角速度ω_Ｌの推定値を表すデータは、第２電流決定部４３２へ出力される。その後、ステップＳ３３０が実行される。 (Step S325)
In step S325, the state observer 420B (observer 421B) determines the shaft torsional vibration θ _s (see “Equation 1” above), the angular velocity ω _{M of the} motor 200, the angular velocity ω _L of the oscillating speed reducer 500, and the vibration component. A state quantity such as θ _err is estimated. Data representing the estimated value of the vibration component θ _err is output to the first current determination unit 431. Data representing the estimated value of the torsional vibration theta _s, data representing the estimated value of the angular velocity omega _L of the data and the oscillating speed reducer 500 which represents an estimate of the angular velocity omega _M of the motor 200, the second current determination unit 432 Is output. Thereafter, Step S330 is executed.

（ステップＳ３３０）
ステップＳ３３０において、第１電流決定部４３１は、第２ＢＰＦブロック４３７の中心周波数ωを設定する。第２ＢＰＦブロック４３７の中心周波数ωは、上述の「数４」を参照して説明された角周波数ω_ｄを算出するための数式から算出されてもよい（すなわち、ω＝ω_ｄ）。中心周波数ωの設定の後、ステップＳ３３５が実行される。 (Step S330)
In step S330, the first current determination unit 431 sets the center frequency ω of the second BPF block 437. The center frequency ω of the second BPF block 437 may be calculated from the equation for calculating the angular frequency ω _d described with reference to the above “Equation 4” (that is, ω = ω _d ). After setting the center frequency ω, step S335 is executed.

（ステップＳ３３５）
ステップＳ３３５において、第１電流決定部４３１は、第２ＢＰＦブロック４３７の離散時間状態空間モデルを設定する。ステップＳ３３０において算出された角周波数ωは、第２ＢＰＦブロック４３７の散時間状態空間モデルの行列成分として用いられる。離散時間状態空間モデルの設定の後、ステップＳ３４５が実行される。 (Step S335)
In step S335, the first current determination unit 431 sets the discrete-time state space model of the second BPF block 437. The angular frequency ω calculated in step S330 is used as a matrix component of the discrete time state space model of the second BPF block 437. After setting the discrete time state space model, step S345 is executed.

（ステップＳ３４５）
ステップＳ３４５において、第１電流決定部４３１（トルク算出ブロック４３５Ａ）は、振動成分θ_ｅｒｒの推定値を表すデータからトルク振動τ_ｓを表すトルク振動データを生成する。トルク振動データの生成の後、ステップＳ３５０が実行される。 (Step S345)
In step S345, the first current determination unit 431 (torque calculation block 435A) generates torque vibration data representing the torque vibration τ _s from the data representing the estimated value of the vibration component θ _err . Step S350 is performed after the generation of the torque vibration data.

（ステップＳ３５０）
ステップＳ３５０において、第１電流決定部４３１（動力学補償器４３６）は、トルク振動データから補償電流値Ｉ_ｃｍｐを算出する。その後、ステップＳ３５５が実行される。 (Step S350)
In step S350, the first current determination unit 431 (dynamic compensator 436) calculates a compensation current value I _cmp from the torque vibration data. Thereafter, step S355 is executed.

（ステップＳ３５５）
ステップＳ３５５において、第１電流決定部４３１（第２ＢＰＦブロック４３７）は、補償電流値Ｉ_ｃｍｐを表すデータから角周波数ωで変動する周波数成分を抽出し、指令電流値Ｉ_ｃｍｄの補正に用いられる補償電流値Ｉ_ｃｍｐを決定する。ステップＳ３５５において、不要な周波数成分が、補償電流値Ｉ_ｃｍｐを表すデータから取り除かれるので、指令電流値Ｉ_ｃｍｄは、補償電流値Ｉ_ｃｍｐによって精度よく補正される。補償電流値Ｉ_ｃｍｐの決定の後、ステップＳ３６０が実行される。 (Step S355)
In step S355, the first current determination unit 431 (second BPF block 437) extracts a frequency component that fluctuates at the angular frequency ω from the data representing the compensation current value I _cmp, and is used for correction of the command current value I _cmd. The current value I _cmp is determined. In step S355, since unnecessary frequency components are removed from the data representing the compensation current value I _cmp , the command current value I _cmd is accurately corrected by the compensation current value I _cmp . Step S360 is performed after the compensation current value I _cmp is determined.

（ステップＳ３６０）
ステップＳ３６０において、指令情報生成部４４０（位置指令生成部４４１，速度指令生成部４４２）は、速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆを算出する。速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆは、上述の「数６」から算出されてもよい。速度指令値ω_Ｍ ^ｒｅｆの算出の後、ステップＳ３６５が実行される。 (Step S360)
In step S360, the command information generation unit 440 (position command generation unit 441, speed command generation unit 442) calculates a speed command value ω _M ^ref . The speed command value ω _M ^ref may be calculated from the above “Equation 6”. Step S365 is performed after the calculation of the speed command value ω _M ^ref .

（ステップＳ３６５）
ステップＳ３６５において、速度偏差が加算される。ステップＳ３６５における処理は、上述の「数７」によって表されてもよい。速度偏差の加算の後、ステップＳ３７０が実行される。 (Step S365)
In step S365, the speed deviation is added. The process in step S365 may be represented by the above “Equation 7”. Step S370 is executed after the addition of the speed deviation.

（ステップＳ３７０）
ステップＳ３７０において、電流指令生成部４４３は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄを算出する。指令電流値Ｉ_ｃｍｄは、上述の「数８」から算出されてもよい。指令電流値Ｉ_ｃｍｄの算出の後、ステップＳ３７５が実行される。 (Step S370)
In step S370, the current command generation unit 443 calculates a command current value I _cmd . The command current value I _cmd may be calculated from the above “ _Equation 8”. Step S375 is executed after the calculation of the command current value I _cmd .

（ステップＳ３７５）
ステップＳ３７５において、第２電流決定部４３２（状態フィードバックブロック４３８）は、状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂを算出する。状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂは、上述の「数９」から算出されてもよい。状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂの算出の後、ステップＳ３８０が実行される。 (Step S375)
In step S375, the second current determination unit 432 (state feedback block 438) calculates a state feedback current value I _sfb . The state feedback current value I _sfb may be calculated from the above “ _Equation 9”. Step S380 is executed after the calculation of the state feedback current value I _sfb .

（ステップＳ３８０）
ステップＳ３８０において、補正処理部４３３（加え合わせ点４６２）は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに、負の状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂを加入する。ステップＳ３８０における処理は、上述の「数１０」によって表されてもよい。指令電流値Ｉ_ｃｍｄへの状態フィードバック電流値Ｉ_ｓｆｂの加入の後、ステップＳ３８５が実行される。 (Step S380)
In step S380, the correction processing unit 433 (addition point 462) adds the negative state feedback current value I _sfb to the command current value I _cmd . The process in step S380 may be represented by the above “Equation 10”. After the state feedback current value I _sfb is added to the command current value I _cmd , step S385 is executed.

（ステップＳ３８５）
ステップＳ３８５において、補正処理部４３３（加え合わせ点４６１）は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに、正の補償電流値Ｉ_ｃｍｐを加入する。ステップＳ３８５における処理は、上述の「数１１」によって表されてもよい。指令電流値Ｉ_ｃｍｄへの補償電流値Ｉ_ｃｍｐの加入の後、ステップＳ３９０が実行される。 (Step S385)
In step S385, the correction processing unit 433 (addition point 461) adds the positive compensation current value I _cmp to the command current value I _cmd . The processing in step S385 may be represented by the above-mentioned “Equation 11”. Step S390 is executed after the addition of the compensation current value I _cmp to the command current value I _cmd .

（ステップＳ３９０）
ステップＳ３９０において、補正処理部４３３は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄを駆動部４５０のＤ／Ａチャネルへ出力する。駆動部４５０は、指令電流値Ｉ_ｃｍｄに応じて、駆動信号をモータ２００へ出力する。 (Step S390)
In step S <b> 390, the correction processing unit 433 outputs the command current value I _cmd to the D / A channel of the driving unit 450. The drive unit 450 outputs a drive signal to the motor 200 in accordance with the command current value I _cmd .

＜実証試験＞
本発明者等は、図２Ａを参照して説明された揺動型減速機５００Ａの設計原理に基づいて構築された減速機を用いて、角度伝達誤差の低減効果を検証した。使用された減速機は、２つの揺動歯車（Ｎ_ｇ＝２）と、４０本の内歯ピン（Ｎ_ｐ＝４０）と、を備える。各揺動歯車には、３つのシャフト孔（ｋ_ｅ＝３）が形成されている。 <Verification test>
The present inventors verified the effect of reducing the angle transmission error by using a speed reducer constructed on the basis of the design principle of the oscillating speed reducer 500A described with reference to FIG. 2A. The used speed reducer comprises two oscillating gears (N _g = 2) and 40 internal teeth pins (N _p = 40). Each swing gear is formed with three shaft holes (k _e = 3).

減速機は、４０本の内歯ピンを備えるので、各揺動歯車が、外筒部の内壁に沿って一周するのに、クランク軸は４０回転する必要がある。クランク軸が１回転する間、各揺動歯車に、６回の剛性変動が生ずる。したがって、各揺動歯車が、外筒部の内壁に沿って一周する間に、減速機内では、２４０回の剛性変動が発生することとなる。   Since the speed reducer includes 40 internal teeth pins, the crankshaft needs to rotate 40 times for each swing gear to make a round along the inner wall of the outer cylinder portion. During one revolution of the crankshaft, six fluctuations in rigidity occur in each oscillating gear. Therefore, while each oscillating gear makes one round along the inner wall of the outer cylinder portion, 240 times of fluctuation in rigidity occurs in the reduction gear.

図１５Ａ及び図１５Ｂは、実証試験の結果を表すグラフである。図１５Ａは、補償電流値による補正がない条件下で得られた試験データを示す。図１５Ｂは、補償電流値による補正がある条件下で得られた試験データを示す。   15A and 15B are graphs showing the results of the verification test. FIG. 15A shows test data obtained under conditions without correction by the compensation current value. FIG. 15B shows test data obtained under conditions where there is correction by the compensation current value.

図１５Ａ及び図１５Ｂの横軸は、減速機の出力回転角を表す。図１５Ａ及び図１５Ｂの縦軸は、角度伝達誤差を表す。図１５Ａ及び図１５Ｂに示される角度伝達誤差は、正規化され、パーセンテージで表される。図１５Ａ及び図１５Ｂのグラフの縦軸の縮尺は等しいので、図１５Ａに示される角度伝達誤差と図１５Ｂに示される角度伝達誤差との間の直接的な比較は可能である。   The horizontal axis in FIGS. 15A and 15B represents the output rotation angle of the speed reducer. The vertical axis in FIGS. 15A and 15B represents the angle transmission error. The angle transmission error shown in FIGS. 15A and 15B is normalized and expressed as a percentage. Since the vertical scales of the graphs of FIGS. 15A and 15B are equal, a direct comparison between the angle transmission error shown in FIG. 15A and the angle transmission error shown in FIG. 15B is possible.

図１５Ａに示されるデータと図１５Ｂに示されるデータとの間の比較から、補償電流値による補正がある条件下において、角度伝達誤差は、約２０％低減されることが実証された。   Comparison between the data shown in FIG. 15A and the data shown in FIG. 15B demonstrates that the angle transmission error is reduced by about 20% under conditions where there is correction by the compensation current value.

本発明者等は、図１５Ａ及び図１５Ｂに示されるデータを用いて、ＦＦＴ解析を行った。本実施形態の制御原理によって角度伝達誤差が低減されているならば、２４０の角周波数成分が補償電流によって低減されていることとなる。   The present inventors performed FFT analysis using the data shown in FIGS. 15A and 15B. If the angle transmission error is reduced by the control principle of the present embodiment, 240 angular frequency components are reduced by the compensation current.

図１６Ａ及び図１６Ｂは、ＦＦＴ解析の結果を表すグラフである。図１６Ａは、図１５Ａに示されるデータから得られたＦＦＴ解析の結果を示す。図１６Ｂは、図１５Ｂに示されるデータから得られたＦＦＴ解析の結果を示す。   16A and 16B are graphs showing the results of FFT analysis. FIG. 16A shows the result of the FFT analysis obtained from the data shown in FIG. 15A. FIG. 16B shows the result of the FFT analysis obtained from the data shown in FIG. 15B.

図１６Ａ及び図１６Ｂのグラフの横軸は、角周波数を示す。図１６Ａのグラフと図１６Ｂのグラフとを対比すると、２４０の角周波数成分が、大幅に低減されていることが分かる。したがって、本実施形態の制御原理が、角度伝達誤差を効果的に低減できることが実証された。   The horizontal axis of the graphs of FIGS. 16A and 16B indicates the angular frequency. When the graph of FIG. 16A is compared with the graph of FIG. 16B, it can be seen that 240 angular frequency components are significantly reduced. Therefore, it has been proved that the control principle of this embodiment can effectively reduce the angle transmission error.

上述の様々な実施形態の原理は、減速機の制御に対する要求に適合するように、組み合わされてもよい。   The principles of the various embodiments described above may be combined to meet the requirements for speed reducer control.

上述の実施形態の原理は、揺動型減速機を利用する装置に好適に利用される。   The principle of the above-described embodiment is suitably used for an apparatus that uses an oscillating speed reducer.

１００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・減速機システム
２００・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・モータ
４００，４００Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・制御回路
４１０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・微分器
４１１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・微分ブロック
４２０，４２０Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・状態観測器
４２１，４２１Ａ，４２１Ｂ・・・・・・・・・・・・・・・オブザーバ
４３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・補正部
４３４・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１ＢＰＦブロック
４３５，４３５Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・トルク算出ブロック
４３６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・動力学補償器
４３７・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２ＢＰＦブロック
５００，５００Ａ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・揺動型減速機
５１２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・内歯ピン
５３０・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・揺動歯車部
５３１・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第１揺動歯車
５３２・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・第２揺動歯車
５３３・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・揺動歯車
５３６・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・シャフト孔 100 ... reducer system 200 ... Motor 400, 400B ... Control circuit 410 ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Differentiator 411 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Differentiation block 420, 420B State observers 421, 421A, 421B ... Observer 430 ... ················································· 1・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Torque calculation block 436 ... Dynamic compensator 437 ... ·········· 2nd BPF block 500, 500A ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Internal tooth pin 530 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Oscillating gear 531・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ First oscillating gear 532 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・... Second oscillating gear 533 ......... Oscillating gear 536 ...・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Shaft hole

Claims (3)

少なくとも１つの孔が偏心した位置に形成された揺動歯車部を有する揺動型減速機を駆動するモータを制御する制御装置であって、
前記モータの回転角を表す入力回転角に関する入力情報を取得する角度取得部と、
前記入力回転角と、前記揺動型減速機の回転角を表す出力回転角と、の間の角度誤差を、前記孔の数に基づいて推定する推定部と、
前記角度誤差に応じて補償電流値を決定し、前記補償電流値を用いて、指令電流値を補正することにより、前記モータへ供給される電流の大きさを設定する補正部と、を備え、
前記角度誤差は、前記少なくとも１つの孔に起因する振動成分である
制御装置。 A control device that controls a motor that drives a rocking-type speed reducer having a rocking gear portion formed at a position where at least one hole is eccentric,
An angle acquisition unit for acquiring input information related to an input rotation angle representing a rotation angle of the motor;
An estimation unit that estimates an angle error between the input rotation angle and an output rotation angle representing a rotation angle of the oscillating speed reducer based on the number of holes;
A correction unit that determines a compensation current value according to the angle error, and corrects a command current value using the compensation current value, thereby setting a magnitude of a current supplied to the motor, and
The angle error is a vibration component caused by the at least one hole. 前記推定部は、前記入力情報と、前記モータへ供給された電流の大きさと、を入力とし、前記角度誤差を推定する状態観測器を含み、
前記状態観測器は、周期的に変動する外乱因子を入力として、前記角度誤差を推定する
請求項１に記載の制御装置。 The estimation unit includes a state observer that receives the input information and the magnitude of the current supplied to the motor and estimates the angle error,
The control apparatus according to claim 1, wherein the state observer estimates the angular error using a periodically varying disturbance factor as an input. 少なくとも１つの孔が偏心した位置に形成された揺動歯車部を有する揺動型減速機と、
前記揺動型減速機を駆動するモータと、
前記モータを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記モータの回転角を表す入力回転角に関する入力情報を取得する角度取得部と、前記入力回転角と、前記揺動型減速機の回転角を表す出力回転角と、の間の角度誤差を、前記孔の数に基づいて推定する推定部と、前記角度誤差に応じて補償電流値を決定し、前記補償電流値を用いて、指令電流値を補正することにより、前記モータへ供給される電流の大きさを設定する補正部と、を含み、
前記角度誤差は、前記少なくとも１つの孔に起因する振動成分である
減速機システム。 An oscillating speed reducer having an oscillating gear portion formed at an eccentric position of at least one hole;
A motor for driving the oscillating speed reducer;
A control device for controlling the motor,
The control device includes an angle acquisition unit that acquires input information related to an input rotation angle that represents a rotation angle of the motor, an input rotation angle, and an output rotation angle that represents a rotation angle of the oscillating speed reducer. An estimation unit that estimates the angle error of the motor based on the number of holes, a compensation current value is determined according to the angle error, and the command current value is corrected using the compensation current value. A correction unit for setting the magnitude of the current supplied to
The angular error is a vibration component caused by the at least one hole.

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