模型预测控制装置、控制方法、信息处理程序及记录介质制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种模型预测控制装置、控制方法、信息处理程序及记录介质，简化在运动控制中对定型干扰所产生的对于控制量的影响进行补偿的处理。作为模型预测控制装置的控制器(10)算出施加有定型干扰时的某动作周期中的控制量的实测值、与所述某动作周期中的控制量的预测值的误差即模型预测误差，使用所算出的所述模型预测误差来修正所述某动作周期之后的动作周期中的预测值。

Model predictive control device, control method, information processing program and recording medium

【技术实现步骤摘要】
模型预测控制装置、控制方法、信息处理程序及记录介质
本专利技术涉及一种使用作为运动控制对象的控制对象的模型来预测控制量的模型预测控制装置、控制方法、信息处理程序及记录介质等。
技术介绍
以往，例如已知有一周期(动作周期)内的刀具与工件的接触力变化等在运动控制的执行中定型地产生的干扰(定型干扰)，并曾尝试抑制该定型干扰对控制量的影响。例如，在下述专利文献1中，记载了一种过程控制装置，其基于从控制用调节部输出的操作量来控制过程，且该过程控制装置基于实施过程时从控制用调节部输出的操作量、与将实施过程时获得的控制量作为目标值而求出的操作量之差，来推定对过程施加的干扰图形。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利特开2004-348481号公报(2004年12月9日公开)
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]但是，如上所述的以往技术中，对于按照操作量的等级来推定定型干扰的大小及施加(产生)时机的运算，必须独立于用于控制的运算来进行，因此存在运算负载大的问题。本专利技术是有鉴于所述问题而完成，其目的在于实现一种控制装置，其简化了在运动控制中，对大小及施加时机相同的干扰对控制量的影响进行补偿的处理。[解决问题的技术手段]为了解决所述问题，本专利技术的一实施方式的模型预测控制装置使用作为运动控制对象的控制对象的模型，来预测与指令值对应的所述控制对象的控制量，所述模型预测控制装置包括：误差计算部，算出模型预测误差，所述模型预测误差是在连续的多个动作周期之间施加有大小及施加时机相同的干扰时的某动作周期中的控制量的实测值、与所述某动作周期中的使用所述模型的控制量预测值的误差；以及预测值修正部，使用由所述误差计算部所算出的所述某动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述某动作周期之后的动作周期中的所述预测值。根据所述结构，所述预测值修正部使用所述某动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述某动作周期之后的动作周期中的所述预测值。即，所述模型预测控制装置无须推定相当于所述干扰的操作量便可进行所述干扰的补偿。因此，所述模型预测控制装置起到下述效果：无须执行用于将因所述干扰造成的控制量的变化转换成操作量的运算处理，而能够补偿所述干扰，从而能够简化对因所述干扰造成的控制量的变化进行补偿的处理。优选的是，在所述模型预测控制装置中，所述预测值修正部使用由所述误差计算部所算出的规定次的动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述规定次之后的次的动作周期中的所述预测值。根据所述结构，所述预测值修正部使用所述规定次的动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述规定次之后的次的动作周期中的所述预测值。此处，例如设n为自然数，并预先知晓将使用第n次动作周期中的所述模型预测误差来修正第n+1次以后的次的动作周期中的所述预测值，则用户能够对第n次动作周期中的运动控制预先准备好再现性高的周围环境。即，所述模型预测控制装置能够在第n次动作周期中获取适合于对第n+1次以后的次的动作周期中的所述预测值进行修正的所述模型预测误差。因此，所述模型预测控制装置起到下述效果：能够使用不包含偶发性地产生的所述误差的、高精度的所述规定次的动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述规定次之后的次的动作周期中的所述预测值。因此，所述模型预测控制装置起到下述效果：例如能够在本运行前的调整阶段的最后，预先存储再现性高的周围环境中的所述模型预测误差，并使用所存储的所述模型预测误差来修正本运行时的所述预测值。优选的是，在所述模型预测控制装置中，所述预测值修正部使用由所述误差计算部所算出的某动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述某动作周期接下来的动作周期中的所述预测值。(作用效果)根据所述结构，所述预测值修正部使用所述某动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述某动作周期接下来的动作周期中的所述预测值。此处，当由所述误差计算部在所述某动作周期中算出所述模型预测误差时，可认为在所述某动作周期接下来的动作周期中也算出同样的所述模型预测误差的可能性高。因此，所述模型预测控制装置起到下述效果：算出与在所述某动作周期中算出的所述模型预测误差同样的所述模型预测误差的可能性高，能够使用所述某动作周期中的所述模型预测误差来修正所述某动作周期接下来的动作周期中的所述预测值。优选的是，所述模型预测控制装置还包括：扭矩计算部，算出经所述预测值修正部修正的所述预测值追随于所述指令值所需的扭矩；以及扭矩指令部，将由所述扭矩计算部所算出的扭矩作为与所述控制对象的扭矩控制相关的指令值而输出至对所述控制对象进行运动控制的控制系统。根据所述结构，所述扭矩计算部算出经所述预测值修正部修正的控制量的预测值追随于所述指令值所需的扭矩，所述扭矩指令部将由所述扭矩计算部算出的扭矩作为与所述控制对象的扭矩控制相关的指令值而输出至所述控制系统。因此，所述模型预测控制装置起到下述效果：无须执行用于将因所述干扰造成的控制量的变化转换成操作量的运算处理，而能够将用于使所述控制对象的控制量追随于所述指令值的扭矩输出至所述控制系统。优选的是，所述模型预测控制装置还包括：指令值修正部，修正所述指令值，以使经所述预测值修正部修正的所述预测值追随于所述指令值；以及位置指令部，将经所述指令值修正部修正的所述指令值即修正后指令值作为与所述控制对象的位置控制相关的指令值而输出至对所述控制对象进行运动控制的控制系统。根据所述结构，所述指令值修正部以经所述预测值修正部修正的控制量的预测值追随于所述指令值的方式来修正所述指令值，所述位置指令部将经所述指令值修正部修正的所述指令值即修正后指令值作为与所述控制对象的位置控制相关的指令值而输出至对所述控制对象进行运动控制的控制系统。因此，所述模型预测控制装置起到下述效果：无须执行用于将因所述干扰造成的控制量的变化转换成操作量的运算处理，而能够将以所述控制对象的控制量追随于所述指令值的方式进行了修正的所述指令值输出至所述控制系统。优选的是，所述模型预测控制装置还包括：受理部，受理用户操作，所述用户操作是选择将所述预测值修正部所使用的所述模型预测误差设为哪个动作周期中的所述模型预测误差。根据所述结构，所述受理部受理用户操作，该用户操作是选择将所述预测值修正部所使用的所述模型预测误差设为哪个动作周期中的所述模型预测误差。因此，所述模型预测控制装置起到下述效果：能够使用与由所述受理部所受理的用户操作对应的动作周期中的所述模型预测误差，来修正与所述用户操作对应的动作周期之后的动作周期中的所述预测值。此处，所述用户操作也可为指定第1次动作周期的操作。而且，在第2次以后的动作周期中的修正时，所述用户操作也可为指定使用之前的动作周期中的所述模型预测误差的操作。进而，所述模型预测控制装置也可使用在所述用户操作中指定的任意次(例如第3次)动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述指定的任意次之后的次(例如第4次、第5次、…、第n次)动作周期中的所述预测值。优选的是，所述模型预测控制装置还包括：显示控制部，将所述模型预测误差的经时变化显示给用户。根据所述结构，所述显示控制部将所述模型预测误差的经时变化显示给用户。因此，所述模型预测控制装置起到下述效果：由于将所述模型预测误差的经时变化显示给用户，因此用户能够根据由所述模型预测控制装置所显示的所述模型预测误本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模型预测控制装置，使用作为运动控制对象的控制对象的模型，来预测与指令值对应的所述控制对象的控制量，所述模型预测控制装置的特征在于包括：误差计算部，算出模型预测误差，所述模型预测误差是在连续的多个动作周期之间施加有大小及施加时机相同的干扰时的某动作周期中的控制量的实测值、与所述某动作周期中的使用所述模型的控制量预测值的误差；以及预测值修正部，使用由所述误差计算部所算出的所述某动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述某动作周期之后的动作周期中的所述预测值。

【技术特征摘要】
2016.09.05 JP 2016-1728511.一种模型预测控制装置，使用作为运动控制对象的控制对象的模型，来预测与指令值对应的所述控制对象的控制量，所述模型预测控制装置的特征在于包括：误差计算部，算出模型预测误差，所述模型预测误差是在连续的多个动作周期之间施加有大小及施加时机相同的干扰时的某动作周期中的控制量的实测值、与所述某动作周期中的使用所述模型的控制量预测值的误差；以及预测值修正部，使用由所述误差计算部所算出的所述某动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述某动作周期之后的动作周期中的所述预测值。2.根据权利要求1所述的模型预测控制装置，其特征在于，所述预测值修正部使用由所述误差计算部所算出的规定次的动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述规定次之后的次的动作周期中的所述预测值。3.根据权利要求1所述的模型预测控制装置，其特征在于，所述预测值修正部使用由所述误差计算部所算出的某动作周期中的所述模型预测误差，来修正所述某动作周期接下来的动作周期中的所述预测值。4.根据权利要求1至3中任一项所述的模型预测控制装置，其特征在于还包括：扭矩计算部，算出经所述预测值修正部修正的所述预测值追随于所述指令值所需的扭矩；以及扭矩指令部，将由所述扭矩计算部所算出的扭矩作为与所述控制对象的扭矩控制相关的指令值而输出至对所述控制对象进行运动控制的控制系统。5.根据权利要求1至3中任一项所述的模型预测控制装置，其特征在于还包括：指令值...

【专利技术属性】
技术研发人员：浪江正树，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP