JPH10285969A

JPH10285969A - 負荷イナーシャ推定システム、負荷イナーシャ推定プログラムを記録した媒体及びロボットの動作プログラムを記録した媒体

Info

Publication number: JPH10285969A
Application number: JP10008803A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Hagiwara; 萩原　　淳; Yasuyuki Inoue; 康之井上; Mayumi Umetsu; 真弓梅津
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1997-02-03
Filing date: 1998-01-20
Publication date: 1998-10-23

Abstract

(57)【要約】【課題】精度よくサーボモータの負荷イナーシャを推
定する負荷イナーシャ推定システム、負荷イナーシャ推
定プログラムを記録した媒体及びロボットの動作プログ
ラムを記録した媒体を提供する。【解決手段】サーボモータ７を使用して負荷８を駆動
する装置を制御するシステムの負荷イナーシャの真値を
推定する負荷イナーシャ推定システムにおいて、比例積
分制御部１と、負荷に作用する外乱を推定するオブザー
バ推定計算部２と、外乱推定値と実機の状態量を所定の
サンプリング周期でメモリに保存するデータ記憶部３
と、外乱推定値を実機の状態量を使用して解析する外乱
推定値解析部４と、負荷イナーシャ設定値を補正するた
めの補正値を計算する補正値計算部５と、補正値計算部
の出力および予め設定しておいた負荷イナーシャ設定値
から、負荷イナーシャの真値を計算する負荷イナーシヤ
推定計算部６とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、工作機械の送り軸
やロボットのアーム等を駆動するサーボモータの負荷イ
ナーシャ推定システム、負荷イナーシャ推定プログラム
を記録した媒体及びロボットの動作プログラムを記録し
た媒体に関する。

【０００２】

【従来の技術】サーボモータによって負荷を制御する場
合、制御部に実機モデルを有する制御を適用することに
よって振動や応答を改善する方法がよく用いられる。そ
れらの制御手法の効果をあげるためには制御部のモデル
の負荷イナーシャ値が実機と一致していることが望まし
い。そのためには、実機の負荷イナーシャを正確に同定
することが必要になる。ここで、もし、実機負荷イナー
シャとモデル負荷イナーシャが大きな誤差を含む場合、
その制御性能が劣化するだけでなく、逆に悪影響をおよ
ぼしたり、制御系が不安定になり、発振する可能性があ
る。

【０００３】このような問題に対し、従来では、モデル
部の負荷イナーシャには設計計算値を使用するか、実機
を実際に数回動作させることによって各種データをと
り、そのデータから負荷イナーシャの真値を計算すると
いう方法をとっていた。

【０００４】図１３は特開平８−１４０３８６号公報に
開示された従来の負荷イナーシャの推定方法を説明する
フローチャートである。以下に説明する。

【０００５】図１３において、はじめにサーボモータを
定速駆動する（ステップＳ１）。この定速駆動は以下の
ステップＳ２とステップＳ３において摩擦分をキャンセ
ルするためのトルクＦと重力分をキャンセルするための
トルクＧを求めるために行う。次に、負荷に重力がかか
らない状態で一定速度で運転し、そのトルクを測定し、
摩擦キャンセル分のトルクＦを求める（ステップＳ
２）。次に、負荷に重力がかかる状態で一定速度で運転
し、そのトルクを測定し、摩擦分をキャンセルするため
のトルクＦを差し引いて、重力分をキャンセルするため
のトルクＧを求める（ステップＳ３）。

【０００６】次に、サーボモータを加速駆動する（ステ
ップＳ４）。ここで、この加速駆動は、例えば、サーボ
モータに速度零の状態において、ある設定した速度値の
速度指令を与え、速度が零から設定速度に達するまで駆
動するものである。

【０００７】この加速駆動において、サーボモータに印
加されるトルクコマンドＴｃを求めることによって加速
駆動に必要なトルクＴの時間変化を求める（ステップＳ
５）。また、同様の加速駆動において、サーボモータの
フィードバック速度ｖを求めることによって加減速駆動
における速度の時間的変化を求めることができ、さらに
この測定結果から、加速駆動における加速度の時間変化
を求めることができる（ステップＳ６）。

【０００８】次に、前記測定により得られる加速駆動に
必要なトルクＴの時間変化と加速駆動における速度の時
間変化とから、加速駆動における速度ｖとトルクＴとの
関係を求める。また、前記加速駆動における加速度の時
間変化から加速駆動における速度ｖと加速度Ａとの関係
を求める。速度ｖとトルクＴとの関係は、サーボモータ
のイナーシャを加速するために必要なトルクＴＪを求め
るためであり、また、速度ｖと加速度Ａとの関係は、サ
ーボモータのイナーシャを求めるための加速度を定める
ためである（ステップＳ７）。

【０００９】前記ステップＳ７において求めた加速駆動
に必要なトルクＴはイナーシャを加速するために必要な
トルクＴＪと摩擦分をキャンセルするために必要なトル
クＦと、重力分をキャンセルするために必要なトルクＧ
の和（Ｔ＝ＴＪ＋Ｆ＋Ｇ）であるため、イナーシャを加
速するために必要なトルクＴＪはＴＪ＝Ｔ−Ｆ−Ｇで求
める（ステップＳ８）。

【００１０】サーボモータのモータ及び機械系のイナー
シャＪは、イナーシャを加速するために必要なトルクＴ
Ｊと加速度Ａとの比（Ｊ＝ＴＪ／Ａ）によって求められ
る（ステップＳ９）。

【００１１】これによって、サーボモータのイナーシャ
を加速するために必要なトルクと、摩擦分および重力分
キャンセルするために必要なトルクからサーボモータや
機械系のイナーシャを推定することができる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の技術
は、以下の問題点があった。

【００１３】設計計算値を使用する従来の方法では計算
誤差や、オペレータの入力ミスによる制御効果の劣化と
いう問題があり、また、実機による数回の動作でのデー
タどりには多くの人手と時間が必要であるという問題が
あった。

【００１４】また、実機による数回の動作でのデータど
りには多くの人手と時間が必要であるという問題があっ
た。

【００１５】また、両者に共通して、アーム先端につく
負荷が変わる度に複雑な計算または時間と人手のかかる
データ取りをやり直す必要があるという問題があった。

【００１６】また、たとえ、実機によるデータ取りを自
動的に実機に動作をさせて、データを取得させ、その値
を使用して自動的に負荷のイナーシャを推定計算させた
としても、実機は、特定の動作を少なくとも１回以上お
こなう必要があり、実機に無駄な動作を行わせ、無駄な
時間を消費するという問題があった。

【００１７】上記従来技術の問題点に鑑み、本発明の目
的は、精度よくサーボモータの負荷イナーシャを推定す
る負荷イナーシャ推定システム、負荷イナーシャ推定プ
ログラムを記録した媒体及びロボットの動作プログラム
を記録した媒体を提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】本発明の負荷イナーシャ
推定システムは、サーボモータを使用して負荷を駆動す
る装置を制御するシステムの負荷イナーシャの真値を推
定するための負荷イナーシャ推定システムにおいて、比
例積分制御部と、サーボモータと負荷の状態量を計算す
るオブザーバ推定計算部と、オブザーバ推定計算部で計
算された状態量の推定値と実機で観測できる状態量の値
との差を計算する誤差計算部と、誤差計算部からの状態
量の差の出力値とオブザーバ推定計算で使用する負荷イ
ナーシャ設定値とから負荷イナーシャの真値を求める負
荷イナーシャ推定計算部とを有する。

【００１９】また、誤差計算部では、オブザーバ推定計
算部で計算されたモータ指令トルクの推定値と実機のモ
ータ指令トルクとの誤差を計算する手段を有してもよ
い。

【００２０】また、誤差計算部では、オブザーバ推定計
算部で計算されたモータ位置の推定値と実機のモータ位
置との誤差を計算する手段を有してもよい。

【００２１】また、誤差計算部では、オブザーバ推定計
算部で計算されたモータ速度の推定値と実機のモータ速
度との誤差を計算する手段を有してもよい。

【００２２】また、誤差計算部では、オブザーバ推定計
算部で計算されたモータ加速度の推定値と実機のモータ
加速度との誤差を計算する手段を有してもよい。

【００２３】また、負荷駆動装置制御中に、オブザーバ
推定計算部と誤差計算部と負荷イナーシャ推定計算部と
を作動させ、自動的に負荷イナーシャの真値を求めて、
真値をメモリに保存する手段を有してもよい。

【００２４】また、オブザーバ推定計算部のオブザーバ
モデルの構成に外乱推定項を含んでもよい。

【００２５】また、推定された負荷イナーシャの値をリ
アルタイムにオブザーバ推定計算で使用する手段を有し
てもよい。

【００２６】また、比例積分制御部にフィードフォワー
ド制御部を有し、フィードフォワード制御部は、フィー
ドフォワード制御の制御定数の計算に推定された負荷イ
ナーシャの値を使用してもよい。

【００２７】本発明の負荷イナーシャ推定プログラムを
記録した媒体は、コンピュータによって、サーボモータ
を使用して負荷を駆動する装置を制御するシステムの負
荷イナーシャの真値を推定するための負荷イナーシャ推
定プログラムを記録した媒体であって、推定プログラム
は、コンピュータに比例積分制御させ、サーボモータと
負荷の状態量を計算するオブザーバ推定計算させ、オブ
ザーバ推定計算で計算された状態量の推定値と実機で観
測できる状態量の値との差を計算する誤差計算させ、誤
差計算からの状態量の差の出力値とオブザーバ推定計算
で使用する負荷イナーシャ設定値とから負荷イナーシャ
の真値を求める負荷イナーシャ推定計算させる。

【００２８】また、誤差計算では、オブザーバ推定計算
で計算されたモータ指令トルクの推定値と実機のモータ
指令トルクとの誤差を計算してもよい。

【００２９】また、誤差計算では、オブザーバ推定計算
で計算されたモータ位置の推定値と実機のモータ位置と
の誤差を計算してもよい。

【００３０】また、誤差計算では、オブザーバ推定計算
で計算されたモータ速度の推定値と実機のモータ速度と
の誤差を計算してもよい。

【００３１】また、誤差計算では、オブザーバ推定計算
で計算されたモータ加速度の推定値と実機のモータ加速
度との誤差を計算してもよい。

【００３２】また、負荷駆動装置制御中に、オブザーバ
推定計算と誤差計算と負荷イナーシャ推定計算とを実行
させ、自動的に負荷イナーシャの真値を求めて、真値を
メモリに保存してもよい。

【００３３】また、オブザーバ推定計算のオブザーバモ
デルの構成に外乱推定項を含んでもよい。

【００３４】また、推定された負荷イナーシャの値をリ
アルタイムにオブザーバ推定計算で使用してもよい。

【００３５】また、比例積分制御にフィードフォワード
制御を有し、フィードフォワード制御は、フィードフォ
ワード制御の制御定数の計算に推定された負荷イナーシ
ャの値を使用してもよい。

【００３６】本発明の負荷イナーシャ推定システムは、
サーボモータを使用して負荷を駆動する装置を制御する
システムの負荷イナーシャの真値を推定する負荷イナー
シャ推定システムにおいて、比例積分制御部と、負荷に
作用する外乱を推定するオブザーバ推定計算部と、オブ
ザーバ推定計算部からの出力である外乱推定値と実機の
状態量を所定のサンプリング周期でメモリに保存するデ
ータ記憶部と、データ記憶部に保存された外乱推定値を
実機の状態量を使用して解析する外乱推定値解析部と、
外乱推定値解析部からの出力値によって負荷イナーシャ
設定値を補正するための負荷イナーシャ補正値を計算す
る補正値計算部と、補正値計算部の出力および予め設定
しておいた負荷イナーシャ設定値から、負荷イナーシャ
の真値を計算する負荷イナーシヤ推定計算部とを有す
る。

【００３７】また、データ記憶部で保存し、外乱推定値
解析部で解析する実機の状態量は、モータの速度であっ
てもよい。

【００３８】また、外乱推定値解析部では、実際のモー
タ速度と外乱推定値の波形を比較する手段を有してもよ
い。

【００３９】また、外乱推定値解析部では、実際のモー
タ速度と外乱推定値の加減速時のそれぞれのデータの傾
きを比較する手段を有してもよい。

【００４０】また、比例積分制御部により負荷を駆動す
る装置を制御中に、オブザーバ推定計算部とデータ記憶
部と外乱推定値解析部と補正値計算部と負荷イナーシャ
推定計算部とを作動させ、自動的に負荷イナーシャの真
値を求めて、負荷イナーシヤの真値をメモリに保存する
手段を有してもよい。

【００４１】また、推定された負荷イナーシャの値をリ
アルタイムにオブザーバ推定計算や、または、制御計算
で使用する手段を有してもよい。

【００４２】また、推定された負荷イナーシャの値を負
荷イナーシャ設定値として、オブザーバ推定計算で使用
し、負荷イナーシャ設定値を使用してオブザーバ推定計
算により求まった、外乱推定値を使用して、再び、負荷
イナーシャ設定値を補正し、これを繰り返すことによ
り、負荷イナーシャ推定値の精度を向上させる手段を有
してもよい。

【００４３】本発明の負荷イナーシャ推定プログラムを
記録した媒体は、コンピュータによって、サーボモータ
を使用して負荷を駆動する装置を制御するシステムの負
荷イナーシャの真値を推定するための負荷イナーシャ推
定プログラムを記録した媒体であって、推定プログラム
は、コンピュータに比例積分制御させ、負荷に作用する
外乱を推定するオブザーバ推定計算をさせ、オブザーバ
推定計算で計算された外乱の推定値と実機の状態量を所
定のサンプリング周期でメモリに保存しデータ記憶さ
せ、メモリの出力から、外乱推定値を実機の状態量を使
用して解析させ、その結果から負荷イナーシャ補正値を
計算させ、負荷イナーシャ補正値とオブザーバ推定計算
で使用する負荷イナーシャ設定値とから負荷イナーシャ
の真値を求める負荷イナーシャ推定計算をさせる。

【００４４】また、データ記憶し、外乱推定値の解析で
使用する実機の状態量は、モータの速度であってもよ
い。

【００４５】また、外乱推定値の解析では、実際のモー
タ速度と外乱推定値の波形を比較してもよい。

【００４６】また、外乱推定値の解析では、実際のモー
タ速度と外乱推定値の加速時の傾きを比較してもよい。

【００４７】また、比例積分制御により負荷を駆動する
装置を制御中に、オブザーバ推定計算とデータ記憶と外
乱推定値解析と補正値計算と負荷イナーシャ推定計算と
を実行させ、自動的に負荷イナーシャの真値を求めて、
負荷イナーシャの真値をメモリに保存してもよい。

【００４８】また、推定された負荷イナーシャの値をリ
アルタイムにオブザーバ推定計算や、または、制御計算
で使用してもよい。

【００４９】また、推定された負荷イナーシャの値を負
荷イナーシャ設定値として、オブザーバ推定計算で使用
し、負荷イナーシャ設定値を使用してオブザーバ推定計
算により求まった、外乱推定値を使用して、再び、負荷
イナーシャ設定値を補正し、これを繰り返すことによ
り、負荷イナーシャ推定値の精度を向上させてもよい。

【００５０】本発明のロボットの動作プログラムを記録
した媒体は、コンピュータによって、ロボットに動作を
教示し、実行するためのロボットの動作プログラムを記
録した媒体であって、動作プログラムは、コンピュータ
に、ロボットに動作を教示し、実行させ、上述の負荷イ
ナーシャ推定プログラムを記録した媒体に記録された負
荷イナーシャ推定プログラムを実行させる。

【００５１】また、動作プログラムは、オペレータがロ
ボット言語命令で記述することにより作成される、ロボ
ットの教示プログラムを、コンピュータが解読すること
によって生成され、ロボット言語命令の一つとして、負
荷イナーシャ推定計算をする命令を有してもよい。

【００５２】従って、オブザーバ推定値と実機観測値と
の誤差を使用し、ロボットの動作中に自動的に負荷イナ
ーシャの真値を求めるため、又は、オブザーバ外乱推定
値を実機状態量の波形を使用して解析し、ロボットの任
意の動作中に自動的に負荷イナーシャの真値を求めるた
め、適当な負荷イナーシャ計算値を予め設定しておくだ
けで、後はデータ測定や複雑な計算に時間や人手を消費
することなく、また、ロボットに無駄な動作を実行させ
ることなく、かつ複雑な形状の負荷の場合、机上計算で
負荷イナーシャを求めるより精度よくサーボモータの負
荷イナーシャ真値を推定することができる。また、アー
ム先端の負荷が変わった場合も簡単に負荷イナーシヤの
真値を推定することができる。

【００５３】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００５４】（本発明の第１の実施の形態）図１は本発
明の第１の実施の形態の負荷イナーシャの推定方法を説
明するフローチャートである。

【００５５】まず、ＳＴＥＰ１では、オブザーバの推定
計算で使用するための負荷イナーシャ値（ＪＬobs ）を
設定しておく。この時、ＪＬobs の値は正確である必要
はなく設計計算値等、概算で求めておく。

【００５６】次にＳＴＥＰ２では、サーボモータを加速
駆動する。

【００５７】この２つの作業だけで、負荷イナーシャ真
値を求めることができる。

【００５８】以下に、ＳＴＥＰ２でどのような計算を行
っているかを説明する。

【００５９】図２は本発明の第１の実施の形態の制御ブ
ロック線図である。図中、実線で囲った部分１０が制御
部、点線内２０が実機に相当する。図中のＫｐは位置ル
ープ比例ゲイン、Ｋｖは速度ループ比例ゲイン、Ｋｉは
速度ループ積分ゲイン、Ｊｍはモータイナーシャ、ＪＬ
は負荷イナーシャ、Ｋは減速機バネ定数、Ｃは減速機減
衰係数、Ｎは減速比を表す。また、Ｓはラプラス演算子
を表す。

【００６０】１は比例積分制御部、２はオブザーバ推定
計算部である。２２は誤差計算部、６は負荷イナーシャ
推定計算部、２１は制御系への入力である指令作成部で
ある。また、図中１１と１２は０次ホールドを行うサン
プラーを表すものとする。

【００６１】１のオブザーバの入力にはモータ検出速度
Ｖｍとモータ指令トルクＴｒｅｆを使う。以下にこの実
施の形態で使用したオブザーバの構成を数式を用いて説
明する。Ａ１１からＡ３４およびＢ１、Ｌ１〜Ｌ４は各
行列の要素を表す。式中Ｔｓはオブザーバ計算の１計算
周期であり、ｋは計算周期の回数を表す。すなわち（ｋ
＋１）番目のデータは（ｋ）番目のデータの１計算周期
後のデータを表す。

【００６２】

【数１】

【００６３】Ａ１１＝−Ｃ／（Ｎ² ×Ｊｍ）×Ｔｓ＋１Ａ１２＝−Ｋ／（Ｎ×Ｊｍ）×ＴｓＡ１３＝Ｃ／（Ｎ×Ｊｍ）×ＴｓＡ２１＝Ｔｓ／ＮＡ２３＝−ＴｓＡ３１＝Ｃ／（Ｎ×ＪＬ）×ＴｓＡ３２＝Ｋ／ＪＬ×ＴｓＡ３３＝−Ｃ／ＪＬ×Ｔｓ＋１Ａ３４＝−Ｔｓ／ＪＬＢ１＝Ｔｓ／Ｊｍ式に示したように、状態変数は［Ｖｍobs ・θｓobs ・
ＶＬobs ・Ｄ２obs ］の４つであり、Ｖｍobs はモータ
速度推定値、θｓobs はねじれ角推定値、ＶＬobs は負
荷速度推定値、Ｄ２obs は２次側外乱推定値を表す。

【００６４】この外乱推定項を含むことにより、外乱が
加わっている場合もオブザーバの推定精度を上げること
ができ、従って、負荷イナーシャの推定精度を上げるこ
とができる。

【００６５】実機検出値であるモータ速度Ｖｍとオブザ
ーバで推定計算するモータ速度推定値Ｖｍobs との差を
Ｌ行列（Ｌ１〜Ｌ４）により補正する構成をとる。

【００６６】また、本発明の第１の実施の形態では、誤
差計算部２２でモータ指令トルクの推定値と実機のモー
タ指令トルク値を比較するため、オブザーバ推定計算部
２で、モータ指令トルクの推定値Ｔobs を求める必要が
ある。以下に説明する。

【００６７】図２において、モータトルク指令Ｔｒｅｆ
と負荷加速度ＡＬの関係は、ＡＬ：負荷加速度とＡｍ：
モータ加速度とを使って、Ｔｒｅｆ＝Ｊｍ×Ａｍ＋ＪＬ×ＡＬ／Ｎ（２）と表すことができる。

【００６８】次に、モータ指令トルクＴｒｅｆおよび負
荷加速度ＡＬ、モータ加速度Ａｍの推定値をそれぞれＴ
obs 、ＡＬobs 、Ａｍobs とし、オブザーバ推定計算に
使用する負荷イナーシャをＪＬobs とすると、以下の式
が成り立つ。

【００６９】Ｔobs ＝Ｊｍ×Ａｍobs ＋ＪＬobs ×ＡＬobs ／Ｎ（３）ここで、モータ速度推定値Ｖｍobs と負荷速度推定値Ｖ
Ｌobs から微分近似として差分を使って、モータ加速度
推定値Ａｍobs と負荷加速度推定値ＡＬobs を計算する
式を示す。

【００７０】Ａｍobs （ｋ）＝｛Ｖｍobs （ｋ）−Ｖｍobs （ｋ−１）｝／Ｔｓ（４）ＡＬobs （ｋ）＝｛ＶＬobs （ｋ）−ＶＬobs （ｋ−１）｝／Ｔｓ（５）式（３）（４）（５）より、Ｔobs ＝Ｊｍ×｛Ｖｍobs （ｋ）−Ｖｍobs （ｋ−１）｝／Ｔｓ＋ＪＬobs ×｛ＶＬobs （ｋ）−ＶＬobs （ｋ−１）｝／Ｔｓ（６）となり、図２中のオブザーバ推定計算部２でモータ指令
トルク推定値Ｔobs を求めることができる。

【００７１】誤差計算部２２では、実機モータ指令トル
ク値とオブザーバモータ指令トルク推定値との差ＤＬＴ
T を計算する。

【００７２】ＤＬＴT ＝Ｔｒｅｆ−Ｔobs （７）負荷イナーシャ推定計算部６では、実機の負荷イナーシ
ャの真値を推定する。内部の計算方法を以下に説明す
る。

【００７３】まず、式（２）（３）を式（７）に代入す
る。

【００７４】ＤＬＴT ＝ＪＬ×ＡＬ／Ｎ−ＪＬobs ×ＡＬobs ／Ｎ＋Ｊｍ×Ａｍ−Ｊｍ×Ａｍobs （８）ここで、オブザーバの推定開始時に推定値が真値とずれ
ていた場合でも、オブザーバの内部の式の補正の項によ
り、オブザーバ推定値は、ただちに真値に収束し、推定
値は真値とほぼ等しい値となるため、Ａｍ＝Ａｍobs 、ＡＬ＝ＡＬobs （９）とおく。

【００７５】式（９）を、式（８）に代入して整理する
と、式（８）は次のように書き換えられる。

【００７６】ＤＬＴT ＝（ＪＬ−ＪＬobs ）×ＡＬobs ／Ｎ＝（ＪＬ−ＪＬobs ）× [｛ＶＬobs （ｋ）−ＶＬobs （ｋ−１）｝／Ｔｓ]／Ｎ（１０）（１０）式をＪＬについて解くと、ＪＬ＝ＤＬＴT ×Ｎ／[｛ＶＬobs （ｋ）−ＶＬobs （ｋ−１）｝／Ｔｓ] ＋ＪＬobs （１１）となる。

【００７７】この式（１１）を負荷イナーシャ推定計算
部６で計算することにより、精度の高い負荷イナーシャ
推定値を得ることができる。

【００７８】また、負荷駆動装置制御中に、オブザーバ
推定計算部２と誤差計算部２２と負荷イナーシャ推定計
算部６とを作動させ、自動的に負荷イナーシャの真値を
求めて、真値をメモリに保存する機能を追加できる。従
って、負荷駆動装置制御中に自動的に負荷イナーシャの
真値を推定することができ、その真値をメモリに書込ん
で保存することにより、状態量入力の手間も省くことが
できる。

【００７９】また、推定された負荷イナーシャの値をリ
アルタイムにオブザーバ推定計算で使用することによ
り、負荷イナーシャの真値の推定精度を上げることがで
きる。

【００８０】本発明の負荷イナーシャ推定プログラムは
媒体に記録されており、コンピュータによって、サーボ
モータを使用して負荷を駆動する装置を制御するシステ
ムの負荷イナーシャの真値を推定するためのものであ
り、コンピュータに比例積分制御させ、サーボモータと
負荷の状態量を計算するオブザーバ推定計算させ、オブ
ザーバ推定計算で計算された状態量の推定値と実機で観
測できる状態量の値との差を計算する誤差計算させ、誤
差計算からの状態量の差の出力値とオブザーバ推定計算
で使用する負荷イナーシャ値とから負荷イナーシャの真
値を求める負荷イナーシャ推定計算させるものである。

【００８１】また、ロボットに動作を教示し、実行させ
るためにはオペレータによって教示プログラムが作成さ
れる。教示プログラムは、特定のプログラム言語である
ロボット言語によって記述されている。本発明は、その
ロボット言語の命令の一つとして、上記負荷イナーシャ
推定計算処理を実行させる命令を持っている。ロボット
の教示プログラムを、コンピュータが解読することによ
って、ロボットの動作プログラムが生成される。オペレ
ータが教示プログラムを実行するだけで、コンピュータ
は動作プログラムに解読し、その動作プログラムを実行
するので、上記、定加速度動作ならびに負荷イナーシャ
推定計算処理を自動的に実行するものである。本発明の
ロボットの動作プログラムは媒体に記録されている。

【００８２】以下に本発明を実施した時の効果を示す。

【００８３】図３はシミュレーションで使用した負荷イ
ナーシャ推定計算部の制御ブロック図である。５は逆数
を表す関数である。入力はＤＬＴT モータ指令トルク誤
差と式（５）で得られるＡＬobs 負荷加速度の２入力で
ある。

【００８４】図４、図５にシミュレーション結果を示
す。本発明の第１の実施の形態では、負荷の加速度の推
定値を利用するため、サーボモータを加速駆動した時に
負荷イナーシャを推定することができる。図４に、時間
−モータ速度の波形を、図５にその時の負荷イナーシャ
推定値の波形を示している。

【００８５】本シミュレーションの各状態量の値を説明
する。

【００８６】ＪＬ＝２１３３（Ｋｇ・ｍ²）ＪＬobs ＝３１９９．５（＝ＪＬ×１．５）Ｋ＝２６７７５００（Ｎ・ｍ／ｒａｄ）Ｋobs ＝３２１３０００（＝Ｋ×１．２）Ｎ＝１６７Ｃ＝７５５７（Ｎ・ｍ・ｓｅｃ／ｒａｄ）Ｋｐ＝１０（１／ｓｅｃ）Ｋｖ＝３．２５（１／ｓｅｃ）Ｋｉ＝２５（１／ｓｅｃ）Ｔｓ＝０．００１（ｓｅｃ）上記のように、オブザーバで推定計算に使用する負荷イ
ナーシャＪＬobs は、実機負荷イナーシャの１．５倍
に、また、オブザーバで推定計算に使用するバネ定数Ｋ
obs は、実機バネ定数Ｋの１．２倍に設定している。

【００８７】図５の波形を見ると分かるように、オブザ
ーバ推定計算で使用する減速機のバネ定数Ｋobs が実機
バネ定数とずれて設定してあっても、実機負荷イナーシ
ャの真値を精度よく推定できている。

【００８８】また、本実施の形態では、モータ指令トル
ク値の誤差を使用したが、その他、モータ位置・モータ
速度・モータ加速度を使用した方法でも同様の結果が得
られる。

【００８９】また、比例積分制御部にフィードフォワー
ド制御部（前向き補償部）を有し、フィードフォワード
制御部は、フィードフォワード制御の制御定数の計算に
推定された負荷イナーシャの値を使用することもでき
る。

【００９０】（本発明の第２の実施の形態）次に、本発
明の第２の実施の形態について図面を参照して説明す
る。図６は本発明の第２の実施の形態の負荷イナーシャ
の推定操作を説明するフローチャートである。

【００９１】まず、ＳＴＥＰ１では、オブザーバの推定
計算で使用するための負荷イナーシャ設定値ＪＬobs を
設定しておく。この時、ＪＬobs の値は正確である必要
はなく設計計算値等、概算で求めておく。

【００９２】次に、ＳＴＥＰ２では、サーボモータを任
意の動作で駆動する。

【００９３】この２つのＳＴＥＰだけで、負荷イナーシ
ャ真値を自動的に求めることができる。以上が実際にオ
ペレータが行う操作である。

【００９４】以下に、ＳＴＥＰ２でどのような計算を行
っているかを説明する。

【００９５】図７は本発明の第２の実施の形態の構成を
示すブロック図である。図８は図７を制御ブロック線図
にしたものである。図８中のＫｐは位置ループ比例ゲイ
ン、Ｋｖは速度ループ比例ゲイン、Ｋｉは速度ループ積
分ゲイン、Ｊｍはモータイナーシャ、ＪＬは負荷イナー
シャ、Ｋは減速機バネ定数、Ｃは減速機減衰係数を表
す。また、Ｓはラプラス演算子を表す。

【００９６】２１は制御系への入力である指令作成部で
ある。また、図中３１と３２と３３と３４は０次ホール
ドを行うサンプラーを表すものとする。

【００９７】図７と図８に共通して、１は比例積分制御
部であり、モータの位置と速度をフィードバック制御し
ている。２はオブザーバ推定計算部である。３は実機状
態量とオブザーバ外乱推定値をサンプリング周期Ｔでメ
モリに保存するデータ記憶部である。本実施の形態で
は、実機状態量として、モータ速度を使用している。４
はデータ記憶部に保存された、外乱推定値とモータ速度
の値から、外乱推定値を解析する、外乱推定値解析部で
ある。５は外乱推定値解析部で解析した結果を基に、負
荷イナーシャの補正値を計算する補正値計算部であり、
６は補正値計算部の出力である補正値と負荷イナーシャ
設定値から、負荷イナーシャ真値を計算する負荷イナー
シャ推定計算部である。

【００９８】次に、オブザーバ推定計算部２の説明をす
る。２のオブザーバの入力にはモータ検出速度Ｖｍとモ
ータ指令トルクＴｒｅｆを使う。以下にこの実施の形態
で使用したオブザーバの構成を数式を用いて説明する。
Ａ１１からＡ３４およびＢ１、Ｌ１〜Ｌ４は各行列の要
素を表す。式中Ｔｓはオブザーバ計算の１計算周期であ
り、ｋは計算周期の回数を表す。すなわち（ｋ＋１）番
目のデータは（ｋ）番目のデータの１計算周期後のデー
タを表す。

【００９９】

【数２】

【０１００】Ａ１１＝−Ｃ／ＪｍＡ１２＝−Ｋ／Ｊｍ×ＴｓＡ１３＝Ｃ／Ｊｍ×ＴｓＡ２１＝ＴｓＡ２３＝−ＴｓＡ３１＝Ｃ／ＪＬ×ＴｓＡ３２＝Ｋ／ＪＬ×ＴｓＡ３３＝−Ｃ／ＪＬ×Ｔｓ＋１Ａ３４＝−Ｔｓ／ＪＬＢ１＝Ｔｓ／Ｊｍ上式に示したように、推定する状態変数は［Ｖｍobs・
θｓobs・ＶＬobs・Ｄ２obs］の４つであり、Ｖｍobs
はモータ速度推定値、θｓobsはねじれ角推定値、ＶＬo
bs は負荷速度推定値、Ｄ２obs は２次側外乱推定値を
表す。

【０１０１】実機検出値であるモータ速度Ｖｍとオブザ
ーバで推定計算するモータ速度推定値Ｖｍobsとの差を
Ｌ行列（Ｌ１〜Ｌ４）により補正する構成をとる。

【０１０２】次に、データ記憶部３の説明をする。

【０１０３】データ記憶部３では、ロボットが動作中
に、図９に示すようなある一つの＜加速−定速−減速＞
パターン動作時のモータ速度をあるサンプリング周期Ｔ
ｎで保存する。それをＶｍｄ（ｎ）とする。

【０１０４】それと同時に、その動作時のオブザーバ外
乱推定値の値もサンプリング周期Ｔｎで保存する。それ
をＤ２ｄ（ｎ）とする。

【０１０５】（ｎはサンプリング回数：ｎ＝１，２，
３．．．ｎ）次に、外乱推定値解析部４の説明をする。

【０１０６】外乱推定値解析部４では、まず最初に、外
乱推定値をモータ速度と比較しやすいように補正する。

【０１０７】外乱推定値には、主に、重力と摩擦が外乱
として推定されている。ここで、本実施の形態では、重
力がかからない軸について説明する。ただし、重力がか
かる軸でも、予め負荷にかかる重力を計算して、減算し
ておけば、以下は同じ手順で負荷イナーシャ真値を推定
することが出来る。

【０１０８】動作中の摩擦には、大きく分けて、クーロ
ン摩擦と、粘性摩擦がある。このうち、クーロン摩擦は
速度に依存せず、速度の向きにのみ依存する値である。
すなわち、動作中には常に、一定の大きさで作用する。
それに対して、粘性摩擦は、速度に比例する値である。

【０１０９】従って、クーロン摩擦分を外乱推定値から
減算すると、外乱として速度に依存する粘性摩擦のみが
抽出できる。図１０に説明の波形を示す。

【０１１０】さらに、定速動作時にモータの速度と外乱
推定値が一致するように外乱推定値の全体にある定数を
乗算する。結果を図１１に示す。

【０１１１】図１１のようになったところで、Ｖｍｄ
（ｎ）：モータ速度とＤ２ｄ（ｎ）：外乱推定値の加速
時の傾きを比較する。モータ速度の傾きをＡｖｍ、外乱
推定値の傾きをＡｄ２とすると、Ａｖｍ＝｛Ｖｍｄ（ｎ）−Ｖｍｄ（ｎ−ｍ）｝／（Ｔｎ×ｍ）（１３）Ａｄ２＝｛Ｄ２ｄ（ｎ）一Ｄ２ｄ（ｎ−ｍ）｝／（Ｔｎ×ｍ）（１４）となる。

【０１１２】ｍは自然数であり傾きはｍ個前のデータと
今回のデータの差分から計算してしいる。

【０１１３】次に、補正値計算部５の説明をする。

【０１１４】補正値計算部５ではＡｖｍとＡｄ２の大き
さの違いに応じて、補正値を決定する。

【０１１５】以下に、本実施の形態での補正値の決定方
法を説明する。

【０１１６】ＡｖｍとＡｄ２の比をＰとする。

【０１１７】Ｐ＝Ａｖｍ／Ａｄ２（１５）負荷イナーシヤ設定値ＪＬｏｂｓとＰから補正値Ｒを計
算する。

【０１１８】Ｒ＝ＪＬobs×Ｐ×Ｃ（１６）
（Ｃは設定定数）また、負荷イナーシャの誤差によっては、図１２に示す
ような外乱推定値になる場合がある。この場合は、外乱
推定値の加速または、減速前の突起の大きさδを使用し
て、負荷イナーシャ補正値を計算することも可能であ
る。

【０１１９】次に、負荷イナーシヤ推定計算部の説明を
する。

【０１２０】負荷イナーシャ推定計算部６では、ＪＬob
s とＲから、負荷イナーシャ真値ＪＬrealを計算する。

【０１２１】ＪＬreal＝ＪＬobs ＋Ｒ（１７）この式（１７）を計算することにより、精度の高い負荷
イナーシャ推定値を得ることができる。また、比例積分
制御によって負荷を駆動する装置を制御中に、前記オブ
ザーバ推定計算部２と前記データ記憶部３と、前記外乱
推定値解析部４と前記補償値計算部５と前記負荷イナー
シャ推定計算部６とを作動させ、自動的に負荷イナーシ
ャの真値を求めて、真値をメモリに保存する機能を追加
できる。従って、負荷駆動装置制御中に自動的に負荷イ
ナーシャの真値を推定することができ、その真値をメモ
リに書込んで保存することにより、状態量入力の手間を
省くことができる。

【０１２２】また、推定された負荷イナーシャの値をリ
アルタイムにオブザーバ推定計算や、その他の制御計算
で使用することにより、負荷イナーシャの真値の推定精
度を上げることができる。

【０１２３】また、推定された負荷イナーシャの値を負
荷イナーシャ設定値として、オブザーバ推定計算で使用
し、今回の負荷イナーシャ設定値を使用してオブザーバ
推定計算により求まった、外乱推定値を使用して、再
び、負荷イナーシャ設定値を補正する。これを繰り返す
ことにより、負荷イナーシャ推定値の精度を向上させる
ことができる。

【０１２４】本発明の負荷イナーシャ推定プログラム
は、媒体に記録されており、コンピュータによって、サ
ーボモータを使用して負荷を駆動する装置を制御するシ
ステムの負荷イナーシャの真値を推定するためのもので
ある。即ち、負荷イナーシャ推定プログラムは、コンピ
ュータに比例積分制御させ、負荷に作用する外乱を推定
するオブザーバ推定計算をさせ、オブザーバ推定計算で
計算された外乱の推定値と実機の状態量をあるサンプリ
ング時間でメモリに保存させ、データ記憶部の出力か
ら、外乱推定値を実機状態量を使用して解析し、その結
果から負荷イナーシャ補正値を計算させ、その値とオブ
ザーバ推定計算で使用する負荷イナーシャ設定値とから
負荷イナーシャの真値を求める負荷イナーシャ推定計算
をさせるものである。

【０１２５】また、ロボットに動作を教示し、実行させ
るためにはオペレータによって教示プログラムが作成さ
れる。教示プログラムは、特定のプログラム言語である
ロボット言語によって記述されている。本発明は、その
ロボット言語の命令の一つとして、上記負荷イナーシャ
推定計算処理を実行させる命令を持っている。ロボット
の教示プログラムを、コンピュータが解読することによ
って、ロボットの動作プログラムが生成される。オペレ
ータが教示プログラムを実行するだけで、コンピュータ
は動作プログラムに解読し、その動作プログラムを実行
するので、上記、定加速度動作ならびに負荷イナーシャ
推定計算処理を自動的に実行するものである。本発明の
ロボットの動作プログラムは媒体に記録されている。

【０１２６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、オブザー
バ推定値と実機観測値との誤差を使用し、ロボットの動
作中に自動的に負荷イナーシャの真値を求めるため、又
は、オブザーバ外乱推定値を実機状態量の波形を使用し
て解析し、ロボットの任意の動作中に自動的に負荷イナ
ーシャの真値を求めるため、適当な負荷イナーシャ計算
値を予め設定しておくだけで、後はデータ測定や複雑な
計算に時間や人手を消費することなく、また、ロボット
に無駄な動作を実行させることなく、かつ複雑な形状の
負荷の場合、机上計算で負荷イナーシャを求めるより精
度よくサーボモータの負荷イナーシャ真値を推定するこ
とができるという効果がある。また、アーム先端の負荷
が変わった場合も簡単に負荷イナーシヤの真値を推定す
ることができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の負荷イナーシャの
推定方法を説明するフローチャートである。

【図２】本発明の第１の実施の形態の制御ブロック線図
である。

【図３】本発明の第１の実施の形態の負荷イナーシャ推
定計算部の制御ブロック図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態のシミュレーション
結果の時間−モータ速度の波形である。

【図５】本発明の第１の実施の形態のシミュレーション
結果の時間−負荷イナーシャ推定値の波形である。

【図６】本発明の第２の実施の形態の負荷イナーシャの
推定操作を説明するフローチャートである。

【図７】本発明の第２の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図である。

【図８】本発明の第２の実施の形態を説明する、制御ブ
ロック線図である。

【図９】加速−定速−減速時の速度波形を説明する図で
ある。

【図１０】外乱推定値の補正を説明する図である。

【図１１】外乱推定値の解析を説明する図である。

【図１２】負荷イナーシャの設定値が誤差を含むときの
外乱推定値の波形を説明する図である。

【図１３】従来の負荷イナーシャの推定方法を説明する
フローチャートである。

【符号の説明】

１比例積分制御部２オブザーバ推定計算部３データ記憶部４外乱推定値解析部５補正値計算部６負荷イナーシャ推定計算部７サーボモータ８負荷１０制御部１１、１２、３１、３２、３３、３４０次ホールド
を行うサンプラー２０実機２１指令作成部２２誤差計算部２５逆数を表す関数

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】サーボモータを使用して負荷を駆動する
装置を制御するシステムの負荷イナーシャの真値を推定
する負荷イナーシャ推定システムにおいて、比例積分制御部と、前記サーボモータと前記負荷の状態量を計算するオブザ
ーバ推定計算部と、該オブザーバ推定計算部で計算された前記状態量の推定
値と実機で観測できる前記状態量の値との差を計算する
誤差計算部と、該誤差計算部からの前記状態量の差の出力値とオブザー
バ推定計算で使用する負荷イナーシャ設定値とから負荷
イナーシャの真値を求める負荷イナーシャ推定計算部と
を有することを特徴とする負荷イナーシャ推定システ
ム。
【請求項２】前記誤差計算部では、前記オブザーバ推
定計算部で計算されたモータ指令トルクの推定値と実機
のモータ指令トルクとの誤差を計算する手段を有する請
求項１に記載の負荷イナーシャ推定システム。
【請求項３】前記誤差計算部では、前記オブザーバ推
定計算部で計算されたモータ位置の推定値と実機のモー
タ位置との誤差を計算する手段を有する請求項１に記載
の負荷イナーシャ推定システム。
【請求項４】前記誤差計算部では、前記オブザーバ推
定計算部で計算されたモータ速度の推定値と実機のモー
タ速度との誤差を計算する手段を有する請求項１に記載
の負荷イナーシャ推定システム。
【請求項５】前記誤差計算部では、前記オブザーバ推
定計算部で計算されたモータ加速度の推定値と実機のモ
ータ加速度との誤差を計算する手段を有する請求項１に
記載の負荷イナーシャ推定システム。
【請求項６】負荷駆動装置制御中に、前記オブザーバ
推定計算部と前記誤差計算部と前記負荷イナーシャ推定
計算部とを作動させ、自動的に前記負荷イナーシャの真
値を求めて、該真値をメモリに保存する手段を有する請
求項１から請求項５の何れか１項に記載の負荷イナーシ
ャ推定システム。
【請求項７】前記オブザーバ推定計算部のオブザーバ
モデルの構成に外乱推定項を含む請求項１から請求項６
の何れか１項に記載の負荷イナーシャ推定システム。
【請求項８】推定された前記負荷イナーシャの値をリ
アルタイムに前記オブザーバ推定計算で使用する手段を
有する請求項１から請求項７の何れか１項に記載の負荷
イナーシャ推定システム。
【請求項９】前記比例積分制御部にフィードフォワー
ド制御部を有し、該フィードフォワード制御部は、フィ
ードフォワード制御の制御定数の計算に推定された前記
負荷イナーシャの値を使用する請求項１から請求項８の
何れか１項に記載の負荷イナーシャ推定システム。
【請求項１０】コンピュータによって、サーボモータ
を使用して負荷を駆動する装置を制御するシステムの負
荷イナーシャの真値を推定するための負荷イナーシャ推
定プログラムを記録した媒体であって、該推定プログラムは、コンピュータに比例積分制御させ、前記サーボモータと前記負荷の状態量を計算するオブザ
ーバ推定計算させ、該オブザーバ推定計算で計算された前記状態量の推定値
と実機で観測できる前記状態量の値との差を計算する誤
差計算させ、該誤差計算からの前記状態量の差の出力値と前記オブザ
ーバ推定計算で使用する負荷イナーシャ設定値とから負
荷イナーシャの真値を求める負荷イナーシャ推定計算さ
せることを特徴とする負荷イナーシャ推定プログラムを
記録した媒体。
【請求項１１】前記誤差計算では、前記オブザーバ推
定計算で計算されたモータ指令トルクの推定値と実機の
モータ指令トルクとの誤差を計算する請求項１０に記載
の負荷イナーシャ推定プログラムを記録した媒体。
【請求項１２】前記誤差計算では、前記オブザーバ推
定計算で計算されたモータ位置の推定値と実機のモータ
位置との誤差を計算する請求項１０に記載の負荷イナー
シャ推定プログラムを記録した媒体。
【請求項１３】前記誤差計算では、前記オブザーバ推
定計算で計算されたモータ速度の推定値と実機のモータ
速度との誤差を計算する請求項１０に記載の負荷イナー
シャ推定プログラムを記録した媒体。
【請求項１４】前記誤差計算では、前記オブザーバ推
定計算で計算されたモータ加速度の推定値と実機のモー
タ加速度との誤差を計算する請求項１０に記載の負荷イ
ナーシャ推定プログラムを記録した媒体。
【請求項１５】負荷駆動装置制御中に、前記オブザー
バ推定計算と前記誤差計算と前記負荷イナーシャ推定計
算とを実行させ、自動的に前記負荷イナーシャの真値を
求めて、該真値をメモリに保存する請求項１０から請求
項１４の何れか１項に記載の負荷イナーシャ推定プログ
ラムを記録した媒体。
【請求項１６】前記オブザーバ推定計算のオブザーバ
モデルの構成に外乱推定項を含む請求項１０から請求項
１５の何れか１項に記載の負荷イナーシャ推定プログラ
ムを記録した媒体。
【請求項１７】推定された前記負荷イナーシャの値を
リアルタイムに前記オブザーバ推定計算で使用する請求
項１０から請求項１６の何れか１項に記載の負荷イナー
シャ推定プログラムを記録した媒体。
【請求項１８】前記比例積分制御にフィードフォワー
ド制御を有し、該フィードフォワード制御は、フィード
フォワード制御の制御定数の計算に推定された前記負荷
イナーシャの値を使用する請求項１０から請求項１７の
何れか１項に記載の負荷イナーシャ推定プログラムを記
録した媒体。
【請求項１９】サーボモータを使用して負荷を駆動す
る装置を制御するシステムの負荷イナーシャの真値を推
定する負荷イナーシャ推定システムにおいて、比例積分制御部と、前記負荷に作用する外乱を推定するオブザーバ推定計算
部と、該オブザーバ推定計算部からの出力である外乱推定値と
実機の状態量を所定のサンプリング周期でメモリに保存
するデータ記憶部と、該データ記憶部に保存された前記外乱推定値を前記実機
の状態量を使用して解析する外乱推定値解析部と、該外乱推定値解析部からの出力値によって負荷イナーシ
ャ設定値を補正するための負荷イナーシャ補正値を計算
する補正値計算部と、該補正値計算部の出力および予め設定しておいた負荷イ
ナーシャ設定値から、負荷イナーシャの真値を計算する
負荷イナーシヤ推定計算部とを有することを特徴とする
負荷イナーシャ推定システム。
【請求項２０】前記データ記憶部で保存し、前記外乱
推定値解析部で解析する実機の状態量は、モータの速度
である請求項１９に記載の負荷イナーシャ推定システ
ム。
【請求項２１】前記外乱推定値解析部では、実際のモ
ータ速度と外乱推定値の波形を比較する手段を有する請
求項２０に記載の負荷イナーシャ推定システム。
【請求項２２】前記外乱推定値解析部では、実際のモ
ータ速度と外乱推定値の加減速時のそれぞれのデータの
傾きを比較する手段を有する請求項２０に記載の負荷イ
ナーシャ推定システム。
【請求項２３】前記比例積分制御部により負荷を駆動
する装置を制御中に、前記オブザーバ推定計算部と前記
データ記憶部と前記外乱推定値解析部と前記補正値計算
部と前記負荷イナーシャ推定計算部とを作動させ、自動
的に前記負荷イナーシャの真値を求めて、該負荷イナー
シヤの真値をメモリに保存する手段を有する請求項１９
から請求項２２の何れか１項に記載の負荷イナーシャ推
定システム。
【請求項２４】推定された前記負荷イナーシャの値を
リアルタイムに前記オブザーバ推定計算や、または、制
御計算で使用する手段を有する請求項１９ら請求項２３
の何れか１項に記載の負荷イナーシャ推定システム。
【請求項２５】推定された前記負荷イナーシャの値を
負荷イナーシャ設定値として、オブザーバ推定計算で使
用して求まった、外乱推定値を使用して、再び、前記負
荷イナーシャ設定値を補正し、これを繰り返すことによ
り、負荷イナーシャ推定値の精度を向上させる手段を有
する請求項１９から請求項２４の何れか１項に記載の負
荷イナーシャ推定システム。
【請求項２６】コンピュータによって、サーボモータ
を使用して負荷を駆動する装置を制御するシステムの負
荷イナーシャの真値を推定するための負荷イナーシャ推
定プログラムを記録した媒体であって、該推定プログラムは、コンピュータに比例積分制御させ、前記負荷に作用する外乱を推定するオブザーバ推定計算
をさせ、該オブザーバ推定計算で計算された前記外乱の推定値と
実機の状態量を所定のサンプリング周期でメモリに保存
しデータ記憶させ、該メモリの出力から、前記外乱推定値を前記実機の状態
量を使用して解析させ、その結果から前記負荷イナーシャ補正値を計算させ、該負荷イナーシャ補正値と前記オブザーバ推定計算で使
用する負荷イナーシャ設定値とから負荷イナーシャの真
値を求める負荷イナーシャ推定計算をさせることを特徴
とする負荷イナーシャ推定プログラムを記録した媒体。
【請求項２７】前記データ記憶し、前記外乱推定値の
解析で使用する実機の状態量は、モータの速度である請
求項２６に記載の負荷イナーシャ推定プログラムを記録
した媒体。
【請求項２８】前記外乱推定値の解析では、実際のモ
ータ速度と外乱推定値の波形を比較する請求項２７に記
載の負荷イナーシャ推定プログラムを記録した媒体。
【請求項２９】前記外乱推定値の解析では、実際のモ
ータ速度と外乱推定値の加速時の傾きを比較する請求項
２７に記載の負荷イナーシャ推定プログラムを記録した
媒体。
【請求項３０】前記比例積分制御により負荷を駆動す
る装置を制御中に、前記オブザーバ推定計算と前記デー
タ記憶と前記外乱推定値解析と前記補正値計算と前記負
荷イナーシャ推定計算とを実行させ、自動的に前記負荷
イナーシャの真値を求めて、該負荷イナーシャの真値を
メモリに保存する請求項２６から請求項２９の何れか１
項に記載の負荷イナーシャ推定プログラムを記録した媒
体。
【請求項３１】推定された前記負荷イナーシャの値を
リアルタイムに前記オブザーバ推定計算や、または、制
御計算で使用する請求項２６から請求項３０の何れか１
項に記載の負荷イナーシャ推定プログラムを記録した媒
体。
【請求項３２】推定された前記負荷イナーシャの値を
負荷イナーシャ設定値として、オブザーバ推定計算で使
用して求まった、外乱推定値を使用して、再び、前記負
荷イナーシャ設定値を補正し、これを繰り返すことによ
り、負荷イナーシャ推定値の精度を向上させる請求項２
６から請求項３１の何れか１項に記載の負荷イナーシャ
推定プログラムを記録した媒体。
【請求項３３】コンピュータによって、ロボットに動
作を教示し、実行するためのロボットの動作プログラム
を記録した媒体であって、前記動作プログラムは、コンピュータに、ロボットに動作を教示し、実行させ、請求項１０から請求項１８及び請求項２６から請求項３
２の何れか１項に記載の負荷イナーシャ推定プログラム
を記録した媒体に記録された負荷イナーシャ推定プログ
ラムを実行させることを特徴とするロボットの動作プロ
グラムを記録した媒体。
【請求項３４】前記動作プログラムは、オペレータがロボット言語命令で記述することにより作
成される、ロボットの教示プログラムを、コンピュータ
が解読することによって生成され、前記ロボット言語命令の一つとして、前記負荷イナーシ
ャ推定計算をする命令を有する請求項３３に記載のロボ
ットの動作プログラムを記録した媒体。