[发明专利]控制系统

说明书

一种控制系统，使作为伺服控制的对象的规定的控制对象的输出追随规定的指令，并具备：第一处理装置，其具有第一处理器和以规定状态方程式的形式划定与规定的控制对象有关的规定的状态变量和向该规定的控制对象的控制输入的相关关系的预测模型，该第一处理装置使用该第一处理器进行模型预测控制，至少输出与在该预测区间的初期时刻的控制输入对应的伺服指令；第二处理装置，其具有与第一处理器不同的第二处理器和包含被输入与规定的控制对象的动作相关联的反馈信号的一个或多个控制器的规定的反馈系统，被输入来自第一处理装置的伺服指令，该第二处理装置使用该第二处理器进行反馈控制。根据该结构，使用模型预测控制实现适当的伺服控制。

技术领域

本发明涉及对控制对象进行伺服控制的控制系统。

背景技术

为了使控制对象追随指令轨道而动作，通常利用反馈控制。例如，在多关节机器人中，通过机器人的控制装置，以使用反馈控制使机器人的手前部的位置追随预先设定(指教)的指令轨道的方式，进行各关节轴的伺服电动机的控制。但是，在一般的反馈控制中，由于各伺服电动机都会发生响应延迟，因此存在机器人的实际的轨迹偏离指令轨道的问题。为了抑制这种相对于指令轨道的偏离，利用与模型预测控制有关的技术。

但是，即使在使用模型预测控制的情况下，在目标每时每刻变化时，也会发生常规偏差。于是，在使用模型预测控制的情况下，考虑通过将积分器串行连接于该补偿器来消除常规偏差。另外，通过将假想的干扰视为新的状态并编入模型中，原理上能够消除该干扰。例如，在非专利文献1和非专利文献2中，提出了构建干扰监视器，使用在此推定的干扰来消除常规偏差的方法。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Yuta Sakurai and Toshiyuki Ohtsuka:Offset Compensation ofContinuous Time Model Predictive Control By Disturbance Estimation；系统控制信息学会论文杂志,Vol.25,No.7,pp.10-18(2012)

非专利文献2：U.Maeder and M.Morari:Linear offset-free model predictivecontrol；Automatica,Vol.45,No.10,pp.2214-2222(2009)

发明所要解决的问题

通常，在利用模型预测控制的情况下，已知其运算负载大。这是因为，在具有可执行模型预测控制地安装的处理器的控制装置中，需要将与相比较于该处理器的运算周期较长的预测区间的模型预测控制有关的运算处理，即通常与最佳控制问题相关的运算处理在该运算周期内解开并确定控制输入。因此，为了实现与每时每刻变化的目标轨道对应的追随控制，该处理器需要连续执行与这种运算负载高的模型预测控制有关的运算处理。因此，由于处理器的处理能力而难以实现精细的模型预测控制。

另外，在为了基于模型预测控制中生成的控制输入来伺服控制控制对象而构建反馈系统的情况下，优选在尽可能短的运算周期进行与反馈系统有关的运算处理，以提高其控制精度及控制的稳定性。如果该运算周期变短，则与反馈系统有关的运算处理的运算负载增加，并且如果根据该运算周期执行模型预测控制，则与模型预测控制有关的运算负载也进一步增加。

发明内容

本发明是鉴于这样的课题而创建的，其目的在于，提供一种使用模型预测控制来实现适当的伺服控制的控制系统。

用于解决问题的技术方案

在本发明中，为了解决上述技术课题，区别进行与模型预测控制有关的运算处理的处理器和进行与反馈系统有关的运算处理的处理器，构建用于控制对象的伺服控制的系统。通过采用这种结构，能够分离与模型预测控制有关的运算处理和与反馈系统有关的运算处理，能够避免在控制系统的处理器中运算负载集中的情况。