專利名稱：接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置的制作方法
技術(shù)區(qū)域本發(fā)明涉及一種通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使接觸體移動(dòng)并使之接觸于被接觸體的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置。
背景技術(shù)：
眾所周知，作為通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使接觸體移動(dòng)并使之接觸于被接觸體的接觸機(jī)構(gòu)，例如，如圖15所示，變速器的同步機(jī)構(gòu)110的構(gòu)成為在聯(lián)軸器套筒101與被同步齒輪102之間設(shè)置同步環(huán)103，其中該聯(lián)軸器套筒101與連結(jié)于汽車的引擎或電動(dòng)機(jī)的輸入軸100呈一體地旋轉(zhuǎn)，而被同步齒輪102連結(jié)于驅(qū)動(dòng)輪(未圖示)、并旋轉(zhuǎn)自如且不可軸動(dòng)地被設(shè)置于輸入軸100上；通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)105，并經(jīng)換擋叉104，使聯(lián)軸器套筒101移動(dòng)，從而對(duì)聯(lián)軸器套筒101與被同步齒輪102間的連結(jié)/斷開(kāi)進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
在同步機(jī)構(gòu)110上，聯(lián)軸器套筒101為中空結(jié)構(gòu)，在其中空部的內(nèi)圓周面形成花鍵111。而且，在同步環(huán)103的外圓周面上，形成與聯(lián)軸器套筒101的花鍵111能夠卡合的花鍵112，在與同步環(huán)103相向的部分的被同步齒輪102的外圓周面上，形成與聯(lián)軸器套筒101的花鍵111能夠卡合的花鍵113。
在連結(jié)聯(lián)軸器套筒101與被同步齒輪102時(shí)，通過(guò)換擋叉104，使聯(lián)軸器套筒101向被同步齒輪102的方向移動(dòng)。而且，當(dāng)聯(lián)軸器套筒101接觸同步環(huán)103，而同步環(huán)103一旦被推壓到被同步齒輪102上時(shí)，則通過(guò)同步環(huán)103與被同步齒輪102之間所產(chǎn)生的摩擦力，被同步齒輪102的旋轉(zhuǎn)速度將有所增加或減少。
其結(jié)果，聯(lián)軸器套筒101的轉(zhuǎn)速與被同步齒輪102的轉(zhuǎn)速相同步，聯(lián)軸器套筒101的花鍵111與同步環(huán)103的花鍵112相卡合，而且，聯(lián)軸器套筒101若再進(jìn)一步移動(dòng)，聯(lián)軸器套筒101的花鍵111則與被同步齒輪102的花鍵113卡合。
在此，當(dāng)聯(lián)軸器套筒101將同步環(huán)103推壓到被同步齒輪102上時(shí)，聯(lián)軸器套筒101的移動(dòng)速度如果過(guò)快，則在聯(lián)軸器套筒101接觸同步環(huán)103時(shí)，聯(lián)軸器套筒101將被反彈回來(lái)，聯(lián)軸器套筒101又被極大的力推入被同步齒輪102上，這樣將有可能損壞同步機(jī)構(gòu)110。
因此，眾所周知，以往采取這種方法，即，在使聯(lián)軸器套筒101向被同步齒輪102的方向移動(dòng)時(shí)，當(dāng)兩者的距離處于規(guī)定值以下時(shí)，則降低聯(lián)軸器套筒101的移動(dòng)速度。另外，還有在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)105與換擋叉104之間設(shè)置彈簧等的機(jī)械式的緩沖機(jī)構(gòu)，以減少聯(lián)軸器套筒101與同步環(huán)103在接觸時(shí)的沖擊(例如，參照專利文件1)的方法。
而且，通過(guò)這樣設(shè)置機(jī)械式的緩沖機(jī)構(gòu)，在使聯(lián)軸器套筒101接觸同步環(huán)103時(shí)，也就沒(méi)有必要降低聯(lián)軸器套筒101的移動(dòng)速度。然而，由于設(shè)置了械式的緩沖機(jī)構(gòu)，因此提高了同步機(jī)構(gòu)110的成本，同時(shí)，還有可能因同步機(jī)構(gòu)110的構(gòu)成變得復(fù)雜化、以至降低同步機(jī)構(gòu)的信賴性。
專利文件特開(kāi)2002-195406號(hào)公報(bào)本發(fā)明鑒于上述的問(wèn)題，其目的在于提供一種同步機(jī)構(gòu)的控制裝置，該控制裝置可以減少在將旋轉(zhuǎn)的第1卡合部件推壓于同步部件上并使之與第2卡合部件卡合時(shí)、因該第1卡合部件與該同步部件于接觸所產(chǎn)生的沖擊，同時(shí)還能抑制成本。

發(fā)明內(nèi)容
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明所涉及的控制裝置，對(duì)包括在1軸方向上移動(dòng)自如地設(shè)置的接觸體、與該接觸體連結(jié)并使該接觸體移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及當(dāng)該接觸體移動(dòng)到規(guī)定位置時(shí)與該接觸體接觸的被接觸體的接觸機(jī)構(gòu)的動(dòng)作進(jìn)行控制，并實(shí)行下述接觸過(guò)程，即，通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、使所述接觸體從所述接觸體與所述被接觸體具有間隔的相對(duì)向的狀態(tài)開(kāi)始移動(dòng)，并使之接觸于所述被接觸體。
而且，其特征在于，具有目標(biāo)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)，其設(shè)定所述接觸過(guò)程中的所述接觸體的目標(biāo)位置，實(shí)際位置把握機(jī)構(gòu)，其把握所述接觸體的實(shí)際位置，以及操作量決定機(jī)構(gòu)，其為了使所述接觸體的實(shí)際位置與目標(biāo)位置相一致，而使用可對(duì)所述接觸體的目標(biāo)位置與實(shí)際位置之間的偏差的衰減行為與衰減速度進(jìn)行可變的、指定可能的響應(yīng)指定式控制，并至少將該偏差作為第1狀態(tài)量，來(lái)決定驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第1操作量，以使得該第1狀態(tài)量收斂在、通過(guò)以該第1狀態(tài)量為變量的第1線性函數(shù)而規(guī)定的第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上的平衡點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，通過(guò)使用響應(yīng)指定式控制，并對(duì)驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第1操作量進(jìn)行決定，可不使所述接觸體的實(shí)際位置與目標(biāo)位置之間的偏差產(chǎn)生振蕩，而是迅速地使之衰減。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于第1卡合部件的實(shí)際位置來(lái)設(shè)定所述第1線性函數(shù)的運(yùn)算系數(shù)。
在本發(fā)明中，詳細(xì)將在后邊說(shuō)明，通過(guò)改變所述第1線性函數(shù)的運(yùn)算系數(shù)，則可以改變對(duì)干擾的抑制能力。因此，所述操作決定量機(jī)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于所述接觸體的實(shí)際位置來(lái)設(shè)定所述第1線性函數(shù)的運(yùn)算系數(shù)。由此，例如，在使所述接觸體朝向所述被接觸體移動(dòng)的過(guò)程中，可將所述第1線性函數(shù)的運(yùn)算系數(shù)設(shè)定在對(duì)干擾的抑制能力于較高的方向，以穩(wěn)定所述接觸體的動(dòng)作。另外，在所述接觸體接觸所述被接觸體時(shí)，通過(guò)將所述第1線性函數(shù)的運(yùn)算系數(shù)設(shè)定在對(duì)干擾的抑制能力于較低的方向，使得在所述接觸體與所述被接觸體間產(chǎn)生由所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作而得到的彈性，從而可以減弱接觸時(shí)的沖擊。
而且，根據(jù)本發(fā)明，由于未設(shè)置機(jī)械式的緩沖機(jī)構(gòu)則是產(chǎn)生彈性，從而可以減弱所述接觸體與所述被接觸體在接觸時(shí)的沖擊，因此，可以抑制成本的提高，并能保護(hù)所述接觸體與被接觸體。另外，由于沒(méi)有必要為了減弱接觸時(shí)的沖擊而在所述接觸體與所述被接觸體接觸之前減小所述接觸體的移動(dòng)速度，因此，可以縮短所述接觸體接觸到所述被接觸體上的時(shí)間。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述接觸過(guò)程中，當(dāng)所述第1卡合部件移動(dòng)到所述第1卡合部件與所述同步部件之間的距離處于規(guī)定距離以下的位置時(shí)，將所述運(yùn)算系數(shù)設(shè)定在對(duì)干擾的抑制能力于較低的方向上。
根據(jù)本發(fā)明，當(dāng)所述接觸體接近所述被接觸體時(shí)，通過(guò)所述操作量決定機(jī)構(gòu)，而將所述運(yùn)算系數(shù)設(shè)定在對(duì)干擾的抑制能力于較低的方向。由此，在所述接觸體接觸所述被接觸體之前，就預(yù)先降低對(duì)干擾的抑制能力，從而可以減弱所述接觸體與所述被接觸體在接觸時(shí)所產(chǎn)生的沖擊。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述接觸機(jī)構(gòu)為對(duì)動(dòng)力的傳送/斷開(kāi)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的同步機(jī)構(gòu)；所述接觸體為第1卡合部件，其連結(jié)于與驅(qū)動(dòng)源連結(jié)的輸入軸或者與驅(qū)動(dòng)軸連結(jié)的輸出軸；所述被接觸體為同步部件，其在該第1卡合部件與連結(jié)在該輸入軸與該輸出軸當(dāng)中未連結(jié)該第1卡合部件的一側(cè)的軸上的第2卡合部件之間，相對(duì)于該第1卡合部件及第2卡合部件而轉(zhuǎn)動(dòng)自如且在所述1軸方向上移動(dòng)自如地被設(shè)置，而且當(dāng)該第1卡合部件移動(dòng)到規(guī)定位置時(shí)與該第1卡合部件接觸，并在所述輸入軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，使該第1卡合部件與第2卡合部件的轉(zhuǎn)速同步，且可以將該第1卡合部件與第2卡合部件卡合；所述接觸過(guò)程，由第1過(guò)程及第2過(guò)程構(gòu)成，其中，第1過(guò)程為通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述第1卡合部件朝向所述第2卡合部件移動(dòng)，并使所述第1卡合部件接觸所述同步部件；第2過(guò)程為繼該第1過(guò)程之后，通過(guò)利用所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將所述第1卡合部件推壓到所述同步部件，并經(jīng)由所述同步部件而使所述第1卡合部件與所述第2卡合部件的轉(zhuǎn)速同步，且使所述第1卡合部件與所述第2卡合部件卡合。
根據(jù)本發(fā)明，例如，在所述第1過(guò)程中，在所述第1卡合部件接觸所述同步部件之前期間，通過(guò)將所述運(yùn)算系數(shù)設(shè)定在對(duì)干擾的抑制能力于較高的方向，可以在穩(wěn)定所述第1卡合部件的動(dòng)作的基楚上，使之接近所述同步部件。另外，在所述第1過(guò)程中，當(dāng)使所述第1卡合部件接觸所述同步部件時(shí)，通過(guò)將所述運(yùn)算系數(shù)設(shè)定在對(duì)干擾的抑制能力于較低的方向，可使得在所述第1卡合部件與所述同步部件之間，產(chǎn)生由所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的動(dòng)作而得到的彈性，從而可以減弱接觸時(shí)的沖擊。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述第1過(guò)程中，當(dāng)相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度增大到第1規(guī)定水準(zhǔn)以上時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行與所述第2過(guò)程相對(duì)應(yīng)的處理。
根據(jù)本發(fā)明，在所述第1過(guò)程中，在所述第1卡合部件接觸到所述同步部件之前，由于所述第1卡合部件的實(shí)際位置迅速地跟蹤目標(biāo)位置，故相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度將變小。而且，所述第1卡合部件一旦接觸所述同步部件，所述第1卡合部件的移動(dòng)則被所述同步部件的反作用力所抑制，相對(duì)于所述目標(biāo)位置的第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度將急劇變大。由此，當(dāng)相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度增大到所述第1規(guī)定水準(zhǔn)以上時(shí)，所述操作量決定機(jī)構(gòu)判斷為所述第1卡合部件與所述同步部件已接觸，并開(kāi)始進(jìn)行對(duì)應(yīng)于所述第2過(guò)程的處理。
另外，本發(fā)明的特征在于，具有推壓力把握機(jī)構(gòu)，該推壓力把握機(jī)構(gòu)把握由所述第1卡合部件對(duì)所述同步部件的推壓力；所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述第2過(guò)程中，對(duì)所述第1線性函數(shù)的運(yùn)算系數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以使得由所述推壓力把握機(jī)構(gòu)把握的推壓力與規(guī)定的目標(biāo)推壓力相一致。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述，雖然可以通過(guò)改變所述第1線性函數(shù)的運(yùn)算系數(shù)，使對(duì)干擾的抑制能力發(fā)生變化，但是一旦如此地使對(duì)干擾的抑制能力發(fā)生變化，則與此對(duì)應(yīng)地，所述第1卡合部件對(duì)所述同步部件的推壓力也將發(fā)生變化。
因此，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述第1過(guò)程中，在對(duì)應(yīng)于所述第1卡合部件的實(shí)際位置而對(duì)所述運(yùn)算系數(shù)進(jìn)行設(shè)定的同時(shí)，又在所述第2過(guò)程中，對(duì)所述運(yùn)算系數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以使得由所述第1卡合部件對(duì)所述同步部件的推壓力與所述目標(biāo)推壓力相一致。而且，這樣地，通過(guò)改變所述運(yùn)算系數(shù)的一個(gè)參數(shù)，來(lái)進(jìn)行在所述第1過(guò)程中的所述第1卡合部件與所述同步部件間的彈性的控制、以及在所述第2過(guò)程中的由所述第1卡合部件的推壓力的控制，就可以穩(wěn)定地進(jìn)行從所述第1過(guò)程向所述第2過(guò)程的過(guò)渡，并可以抑制在該過(guò)渡時(shí)所述同步機(jī)構(gòu)的動(dòng)作行為的不穩(wěn)定問(wèn)題。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，決定所述操作量，以使得在所述第2過(guò)程中，當(dāng)相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度減少到第2規(guī)定水準(zhǔn)以上時(shí)，使所述第1卡合部件停止移動(dòng)。
根據(jù)本發(fā)明，在所述第2過(guò)程中，所述同步部件的反作用力一旦減小，所述第1卡合部件的移動(dòng)速度則加快，相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度即急劇地減少。而且，這種所述同步部件的反作用力的減小，是產(chǎn)生在所述第1卡合部件與第2卡合部件的轉(zhuǎn)速相同步且兩者相卡合的時(shí)候。
因此，在這種情況下，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，通過(guò)使所述第1卡合部件的移動(dòng)停止地決定所述操作量，可以迅速地停止所述第1卡合部件的移動(dòng)，并能防止由所述第1卡合部件過(guò)于推壓所述同步部件。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述第2過(guò)程中，當(dāng)相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度減少到所述第2規(guī)定水準(zhǔn)以上時(shí)，將所述運(yùn)算系數(shù)設(shè)定在對(duì)干擾的抑制能力于較高的方向上。
根據(jù)本發(fā)明，在所述第1卡合部件與第2卡合部件間的卡合結(jié)束時(shí)，由于對(duì)干擾的抑制能力較高，所述第1卡合部件的動(dòng)作被抑制，因此，可以容易地停止所述第1卡合部件。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，根據(jù)對(duì)所述第1卡合部件的實(shí)際位置與目標(biāo)位置之間的偏差的時(shí)序數(shù)據(jù)、施行使用小波轉(zhuǎn)換的濾除的變換值，來(lái)把握相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度。
根據(jù)本發(fā)明，詳細(xì)將在后邊闡述，若對(duì)所述第1卡合部件的實(shí)際位置與目標(biāo)位置的偏差施行所述濾除處理，則可以除去該偏差的高頻雜波成份，并提高低頻成份的變動(dòng)的SN比。由此，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，依據(jù)施行了所述濾除的變換值，可以高精度地把握相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述第2過(guò)程中，為了使通過(guò)所述推壓力把握機(jī)構(gòu)而把握的推壓力與所述目標(biāo)推壓力相一致，使用可對(duì)所述目標(biāo)推壓力與由所述推壓力把握機(jī)構(gòu)而把握的推壓力之間的偏差的衰減行為與衰減速度進(jìn)行可變的、指定可能的響應(yīng)指定式控制，至少將該偏差作為第2狀態(tài)量而將所述運(yùn)算系數(shù)作為第2操作量，決定所述運(yùn)算系數(shù)，以使得該第2狀態(tài)量收斂在、通過(guò)以該第2狀態(tài)量為變量的第2線性函數(shù)而被規(guī)定的第2轉(zhuǎn)換函數(shù)上的平衡點(diǎn)。
根據(jù)本發(fā)明，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，通過(guò)使所述第2狀態(tài)量收斂在所述第2轉(zhuǎn)換函數(shù)上的平衡點(diǎn)，可以使所述第1卡合部件的動(dòng)作穩(wěn)定，還可以使所述第1卡合部件對(duì)所述同步部件的推壓力與所述目標(biāo)推壓力相一致。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為其輸出對(duì)應(yīng)于所供給的電流的大小而發(fā)生變化的電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述第1操作量為供給該電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的供給電壓；所述推壓力把握機(jī)構(gòu)，對(duì)供給該電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的供給電流進(jìn)行檢測(cè)并基于檢測(cè)出的該供給電流的大小、來(lái)把握由所述第1卡合部件對(duì)所述同步部件的推壓力。
根據(jù)本發(fā)明，所述推壓力把握機(jī)構(gòu)，依據(jù)提供給所述電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的供給電流的檢測(cè)值，可以容易地把握所述第1卡合部件對(duì)所述同步部件的推壓力。而且，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，通過(guò)調(diào)節(jié)供給所述電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的供給電壓作為所述第1操作量，可以容易地控制所述第1卡合部件對(duì)所述同步部件的推壓力。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，使用適應(yīng)滑動(dòng)模態(tài)控制作為根據(jù)所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的響應(yīng)指定式控制。
根據(jù)本發(fā)明，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，通過(guò)使用適應(yīng)滑動(dòng)模態(tài)控制，可以抑制干擾或所述響應(yīng)指定式控制中的所述接觸機(jī)構(gòu)的模型化的誤差的影響，使作為控制對(duì)象的所述第1狀態(tài)量穩(wěn)定地收斂在所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，通過(guò)使用所述第1線性函數(shù)的值而計(jì)算出的等效控制輸入與到達(dá)則輸入以及適應(yīng)則輸入的和，來(lái)計(jì)算所述第1操作量，并將該到達(dá)則輸入的增益與該適應(yīng)則輸入的增益、作為滿足使所述第1狀態(tài)量收斂在所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上的穩(wěn)定條件的值。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將所述到達(dá)則輸入的增益與所述適應(yīng)則輸入的增益、預(yù)先設(shè)定為滿足使所述第1狀態(tài)量收斂在所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上的穩(wěn)定條件的值，從而所述操作量決定機(jī)構(gòu)，能可靠地使所述第1操作量收斂在所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，使用對(duì)應(yīng)于所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的積分值計(jì)算出的控制輸入的結(jié)果，作為根據(jù)所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的響應(yīng)指定式控制。
根據(jù)本發(fā)明，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，通過(guò)使用對(duì)應(yīng)于該第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的積分值的控制輸入計(jì)算出的控制結(jié)果、作為依據(jù)所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的響應(yīng)指定式控制，可以使作為控制對(duì)象的所述第1狀態(tài)量穩(wěn)定地收斂在所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上，以抑制干擾或所述模型化誤差的影響。
另外，本發(fā)明的特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，通過(guò)使用所述第1線性函數(shù)的值而計(jì)算出的等效控制輸入與所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的比例項(xiàng)以及所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的積分項(xiàng)的和，來(lái)計(jì)算所述第1操作量，并將所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的比例項(xiàng)的增益與所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的積分項(xiàng)的增益、作為滿足使所述第1狀態(tài)量收斂在所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上的穩(wěn)定條件的值。
根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)使用所述第1線性函數(shù)的值而計(jì)算出的等效控制輸入與所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的比例項(xiàng)以及所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的積分項(xiàng)的和，來(lái)計(jì)算所述第1操作量，并將所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的比例項(xiàng)的增益與所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的積分項(xiàng)的增益、作為滿足使所述第1狀態(tài)量收斂在所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上的穩(wěn)定條件的值，從而所述操作量決定機(jī)構(gòu)，能可靠地使所述第1狀態(tài)量收斂在所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上。


圖1是具有同步機(jī)構(gòu)的變速器的構(gòu)成圖。
圖2是同步機(jī)構(gòu)及其控制裝置的構(gòu)成圖。
圖3是圖1中的同步機(jī)構(gòu)的模型化的說(shuō)明圖。
圖4是圖1中的控制裝置的控制的方框圖。
圖5是表示圖4中的滑動(dòng)模態(tài)控制器的行為的曲線圖。
圖6是表示根據(jù)屈服參量的改變所產(chǎn)生的效果的曲線圖。
圖7是表示到達(dá)則增益與適應(yīng)則增益的設(shè)定條件的曲線圖。
圖8是增加了電流反饋處理的控制裝置的控制方框圖。
圖9是表示控制過(guò)程的轉(zhuǎn)換時(shí)刻的曲線圖。
圖10是小波轉(zhuǎn)換濾波器的構(gòu)成圖。
圖11是小波轉(zhuǎn)換濾波器中的進(jìn)行取樣(decimation)處理的說(shuō)明圖。
圖12是控制裝置的動(dòng)作流程圖。
圖13是表示目標(biāo)位置與屈服參量的設(shè)定圖表。
圖14是表示通過(guò)工作機(jī)械進(jìn)行打孔過(guò)程的示意圖。
圖15是表示傳統(tǒng)的同步機(jī)構(gòu)的構(gòu)成圖。
圖中1-控制裝置，2-同步機(jī)構(gòu)，5-輸入軸，6-聯(lián)軸器套筒，7-被同步齒輪，8-同步環(huán)，10-電動(dòng)機(jī)，11-換擋叉，15-轉(zhuǎn)速傳感器，20-電流檢測(cè)部，21-實(shí)際位置把握部，22-目標(biāo)位置設(shè)定部，23-目標(biāo)電流設(shè)定部，24-電壓決定部，30-慣性類物體，31-彈性類物體。
具體實(shí)施例方式
下面，參照?qǐng)D1至圖14說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是具有同步機(jī)構(gòu)的變速器的構(gòu)成圖；圖2是同步機(jī)構(gòu)及其控制裝置的構(gòu)成圖；圖3是圖1中的同步機(jī)構(gòu)的模型化的說(shuō)明圖；圖4是圖1中的控制裝置的控制的方框圖；圖5是表示圖4中的滑動(dòng)模態(tài)控制器的作用的曲線圖；圖6是表示根據(jù)屈服參量的改變所產(chǎn)生的效果的曲線圖；圖7是表示到達(dá)則增益與適應(yīng)則增益的設(shè)定條件的曲線圖；圖8是增加了電流反饋處理的控制裝置的控制方框圖；圖9是表示控制過(guò)程的轉(zhuǎn)換時(shí)刻的曲線圖；圖10是小波轉(zhuǎn)換濾波器的構(gòu)成圖；圖11是小波轉(zhuǎn)換濾波器中的進(jìn)行取樣處理的說(shuō)明圖；圖12是控制裝置的動(dòng)作流程圖；圖13是表示目標(biāo)位置與屈服參量的設(shè)定圖表；圖14是表示通過(guò)工作機(jī)械進(jìn)行打孔過(guò)程的示意圖。
參照?qǐng)D1，變速器80是將引擎81的輸出經(jīng)由離合器82與連結(jié)齒輪92進(jìn)行傳遞的裝置。而且，連結(jié)齒輪90與差速器93的齒輪91嚙合，由此，引擎81的輸出經(jīng)由驅(qū)動(dòng)軸92而被傳遞于驅(qū)動(dòng)輪94。
變速器80，是通過(guò)由微型電腦或存儲(chǔ)器等構(gòu)成的電子單元的控制裝置1(相當(dāng)于本發(fā)明中的接觸裝置的控制裝置)控制其動(dòng)作。控制裝置1，對(duì)應(yīng)于加速機(jī)構(gòu)95、燃料供給控制裝置96、變速桿97、以及離合器踏板98的狀態(tài)，通過(guò)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)10(相當(dāng)于本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))、及離合器用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)16，來(lái)控制變速器80的變速動(dòng)作。
變速器80具有輸入軸5、輸出軸4、1～6前進(jìn)擋齒輪對(duì)7a～7f與9a～9f、后退齒輪軸84、以及后退齒輪列83、85、86。在此，輸入軸5、輸出軸4、以及后退齒輪軸84被相互平行地配置。
1～6前進(jìn)擋齒輪對(duì)7a～7f與9a～9f被設(shè)定成相互不同的齒輪比。而且，輸入側(cè)前進(jìn)1擋齒輪7a與輸入側(cè)前進(jìn)2擋齒輪7b被設(shè)置成與輸入軸5為一體，所對(duì)應(yīng)的輸出側(cè)前進(jìn)1擋齒輪9a與輸出側(cè)前進(jìn)2擋齒輪9b，由相對(duì)于輸出軸4的轉(zhuǎn)動(dòng)自如的空轉(zhuǎn)齒輪構(gòu)成。并且，通過(guò)1·2擋用同步機(jī)構(gòu)2a，可以對(duì)以下兩狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即，將輸出側(cè)前進(jìn)1擋齒輪9a與輸出側(cè)前進(jìn)2擋齒輪9b有選擇性地連接到輸出軸4上的狀態(tài)、與將雙方的齒輪9a、9b同時(shí)從輸出軸4上斷開(kāi)的狀態(tài)。
另外，輸入側(cè)前進(jìn)3擋齒輪7c與輸入側(cè)前進(jìn)4擋齒輪7d，由相對(duì)于輸入軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)自如的空轉(zhuǎn)齒輪構(gòu)成，所對(duì)應(yīng)的輸出側(cè)前進(jìn)3擋齒輪9c與輸出側(cè)前進(jìn)4擋齒輪9d被設(shè)置成與輸出軸4為一體。而且，通過(guò)3·4擋用同步機(jī)構(gòu)2b，可以對(duì)以下兩狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即，將輸入側(cè)前進(jìn)3擋齒輪7c與輸入側(cè)前進(jìn)4擋齒輪7d有選擇性地連接到輸入軸5上的狀態(tài)、與將雙方的齒輪7c、7d同時(shí)從輸入軸5上斷開(kāi)的狀態(tài)。
同樣地，輸入側(cè)前進(jìn)5擋齒輪7e與輸入側(cè)前進(jìn)6擋齒輪7f，由相對(duì)于輸入軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)自如的空轉(zhuǎn)齒輪構(gòu)成，所對(duì)應(yīng)的輸出側(cè)前進(jìn)5擋齒輪9e與輸出側(cè)前進(jìn)6擋齒輪9f被設(shè)置成與輸出軸4為一體。而且，通過(guò)5·6擋用同步機(jī)構(gòu)2c，可以對(duì)以下兩狀態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，即，將輸入側(cè)前進(jìn)5·6擋齒輪7e、7f有選擇性地連接到輸入軸5上的狀態(tài)、與將雙方的齒輪7e、7f同時(shí)從輸入軸5上斷開(kāi)的狀態(tài)。
另外，后退齒輪列83、85、86由安裝于后退齒輪軸84上的第1后退齒輪85、與輸入軸5呈一體地設(shè)置的第2后退齒輪83、以及與輸出軸4的1、2擋用同步機(jī)構(gòu)2a呈一體的第3后退齒輪86構(gòu)成。而且，第1后退齒輪85，通過(guò)花鍵的嵌合被安裝于后退齒輪軸84上。由此，第1后退齒輪85在與后退齒輪軸84呈一體地轉(zhuǎn)動(dòng)的同時(shí)、又在第2后退齒輪83與第3后退齒輪86兩者嚙合的位置(嚙合位置)、與解除兩者嚙合的位置(解除位置)之間，于后退齒輪軸84的軸線方向上滑動(dòng)自如。
而且，換擋叉11連結(jié)在第1后退齒輪85上，通過(guò)電動(dòng)機(jī)10的動(dòng)作，并經(jīng)由換擋叉11，轉(zhuǎn)換所述嚙合位置與所述解除位置。
接著，圖2是表示圖1所示的同步機(jī)構(gòu)2(2b～2c，相當(dāng)于本發(fā)明中的接觸機(jī)構(gòu))的構(gòu)成。另外，同步機(jī)構(gòu)2a雖然在設(shè)置于輸出軸4上這一點(diǎn)與同步機(jī)構(gòu)2b、2c不同，但基本構(gòu)成與動(dòng)作內(nèi)容則與之共通。
同步機(jī)構(gòu)2具有聯(lián)軸器套筒6(相當(dāng)于本發(fā)明中的接觸體及第1卡合部件)，該聯(lián)軸器套筒6與連結(jié)于引擎或電動(dòng)機(jī)的輸入軸5呈一體地旋轉(zhuǎn)；被同步齒輪7(相對(duì)于同步齒輪2b而言，為輸入側(cè)前進(jìn)3擋齒輪7c或輸入側(cè)前進(jìn)4擋齒輪7d，相對(duì)于同步齒輪2c而言，為輸入側(cè)前進(jìn)5擋齒輪7e或輸入側(cè)前進(jìn)6擋齒輪7f，并相當(dāng)于本發(fā)明中的第2卡合部件)，該被同步齒輪7連結(jié)于與驅(qū)動(dòng)軸(未圖示)連結(jié)的輸出軸(未圖示)并旋轉(zhuǎn)自如且不可軸動(dòng)地設(shè)置于輸入軸5上；同步環(huán)8(相當(dāng)于本發(fā)明中的被接觸體及同步部件)，該同步環(huán)8旋轉(zhuǎn)自如地被設(shè)置在聯(lián)軸器套筒6與被同步齒輪7之間的輸入軸5上并在輸入軸5的軸方向(相當(dāng)于本發(fā)明中的1軸方向)上移動(dòng)自如；以及換擋叉11，該換擋叉11連結(jié)于電動(dòng)機(jī)10(相當(dāng)于本發(fā)明中的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)及電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu))及聯(lián)軸器套筒6。
換擋叉11對(duì)應(yīng)于電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)，使聯(lián)軸器套筒6在輸入軸5的軸方向上移動(dòng)。而且，聯(lián)軸器套筒6為中空結(jié)構(gòu)，在中空部的內(nèi)圓周面上形成花鍵12。并且，在同步環(huán)8的外圓周面上，形成能夠與聯(lián)軸器套筒6的花鍵12卡合的花鍵13，在與同步環(huán)8相向的部分的被同步齒輪7的外圓周面上，形成與聯(lián)軸器套筒6的花鍵12能夠卡合的花鍵14。
而且，當(dāng)與輸入軸5一同旋轉(zhuǎn)的聯(lián)軸器套筒6、通過(guò)換擋叉11向被同步齒輪7的方向移動(dòng)時(shí)，聯(lián)軸器套筒6則接觸同步環(huán)8，而且同步環(huán)8也與被同步齒輪7呈接觸狀態(tài)。此時(shí)，通過(guò)由接觸而產(chǎn)生的摩擦力，經(jīng)由同步環(huán)8，使聯(lián)軸器套筒6與被同步齒輪7的轉(zhuǎn)速呈同步。
這樣，在聯(lián)軸器套筒6與被同步齒輪7的轉(zhuǎn)速呈同步的狀態(tài)下，若使聯(lián)軸器套筒6進(jìn)一步向被同步齒輪7的方向移動(dòng)，聯(lián)軸器套筒6上所形成的花鍵12則通過(guò)同步環(huán)8上所形成的花鍵13，與被同步齒輪7上所形成的花鍵14卡合。這樣，由此在輸入軸5與輸出軸之間形成動(dòng)力傳遞的狀態(tài)。
另外，電動(dòng)機(jī)10通過(guò)由控制裝置1輸出的電壓(Vin，相當(dāng)于于本發(fā)明中的操作量及第1操作量)的供電而動(dòng)作，通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器15所檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)10的轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)Es被輸入到控制裝置1中。
控制裝置1具有電流檢測(cè)部20，該電流檢測(cè)部20對(duì)供給于電動(dòng)機(jī)10的電樞上的電流(Im，以下稱電樞電流)進(jìn)行檢測(cè)；實(shí)際位置把握部21(相當(dāng)于本發(fā)明中的實(shí)際位置把握機(jī)構(gòu))，該實(shí)際位置把握部21基于轉(zhuǎn)速傳感器15所檢測(cè)出的轉(zhuǎn)速檢測(cè)信號(hào)Es，把握聯(lián)軸器套筒6的實(shí)際位置Psc；目標(biāo)位置設(shè)定部22(相當(dāng)于本發(fā)明中的目標(biāo)位置設(shè)定機(jī)構(gòu))，該目標(biāo)位置設(shè)定部22是在使聯(lián)軸器套筒6移動(dòng)并經(jīng)由同步環(huán)8而使之與被同步齒輪7卡合的過(guò)程中，對(duì)聯(lián)軸器套筒6的目標(biāo)位置Psc_cmd進(jìn)行設(shè)定；目標(biāo)電流設(shè)定部23，該目標(biāo)電流設(shè)定部23對(duì)作為供給于電動(dòng)機(jī)10上的電流目標(biāo)值的目標(biāo)電流Im_cmd進(jìn)行設(shè)定；以及電壓決定部24(相當(dāng)于本發(fā)明中的操作量決定機(jī)構(gòu))，該電壓決定部24對(duì)供給電動(dòng)機(jī)10上的電壓(Vin，相當(dāng)于本發(fā)明中的第1操作量)進(jìn)行決定。
而且，實(shí)際位置把握部21基于下面的模型來(lái)把握聯(lián)軸器套筒6的位置，即，在聯(lián)軸器套筒6開(kāi)始移動(dòng)之后，通過(guò)與同步環(huán)8的接觸，聯(lián)軸器套筒6與被同步齒輪7的轉(zhuǎn)速呈同步，將聯(lián)軸器套筒6經(jīng)由同步環(huán)8而與被同步齒輪7間的卡合結(jié)束之前的動(dòng)作行為視為慣性類物體與彈性類物體的沖撞并進(jìn)行模型化。
圖3是表示所述模型的示意圖，實(shí)際位置把握部21是在將聯(lián)軸器套筒6、包含電動(dòng)機(jī)10、換擋叉11(參照?qǐng)D2)視為等效慣性為Jm的慣性類物體30，將同步環(huán)8(參照?qǐng)D2)視為等效慣性為Ms且彈簧系數(shù)為Ks的彈性類物體31的基楚上，來(lái)把握聯(lián)軸器套筒6的實(shí)際位置。另外，在圖3中，Tm為電動(dòng)機(jī)10的輸出扭矩，Psc_def為同步環(huán)8(參照?qǐng)D2)的待機(jī)位置。下面，對(duì)表示圖3所示模型的數(shù)學(xué)模型式運(yùn)算過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。
首先，對(duì)在聯(lián)軸器套筒6接觸同步環(huán)8之前的連續(xù)時(shí)間序的數(shù)學(xué)模型式的導(dǎo)出進(jìn)行說(shuō)明。
圖2中所示的電動(dòng)機(jī)10的運(yùn)動(dòng)方程式用下式(1)表示。
Jm·ω·=Tm-------(1)]]>其中，Jm包括電動(dòng)機(jī)10及換擋叉11在內(nèi)的聯(lián)軸器套筒6的等效慣性，ω電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度(通過(guò)轉(zhuǎn)速傳感器15檢測(cè)出)，Tm電動(dòng)機(jī)10的輸出扭矩。
另外，電動(dòng)機(jī)10的輸出扭矩Tm與電動(dòng)機(jī)10的電樞電流Im之間的關(guān)系用下式(2)表示，電動(dòng)機(jī)10的電樞上所產(chǎn)生的電壓(Vm，以下稱電樞電壓)與電樞的電阻(Rm，以下稱電樞電阻)之間的關(guān)系用下式(3)表示。
Tm＝Km·Im ………(2)其中，Im電動(dòng)機(jī)10的電樞電流，Km扭矩變換系數(shù)。
Vm＝Rm·Im ………(3)其中，Vm電動(dòng)機(jī)10的電樞電壓，Rm電動(dòng)機(jī)10的電樞電阻。
因此，將上式(2)及上式(3)的關(guān)系適用于上述式(1)中，可得下式(4)。
Vm=Jm·RMmKmω·---------(4)]]>而且，供給電動(dòng)機(jī)10的外加電壓Vin與電動(dòng)機(jī)10上所產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)之間的關(guān)系用下式(5)表示。
Vin＝Km′ω+Vm ………(5)其中，Vin供給電動(dòng)機(jī)10的外加電壓，Km’反電動(dòng)勢(shì)常數(shù)。
而且，將上述式(5)的關(guān)系適用于上述式(4)中，可得下式(6)。
Vin=Km′·ω+Jm·RmKmω·-------(6)]]>另外，電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度ω及旋轉(zhuǎn)角度θ與慣性類物體30的位置Psc間的關(guān)系用下式(7)及下式(8)表示。
θ=∫0tωdt-----(7)]]>[式8]Psc＝Rsc·θ ………(8)其中，ω電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)速度，θ電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)角度，t電動(dòng)機(jī)10開(kāi)始工作后經(jīng)過(guò)的時(shí)間，Rsc電動(dòng)機(jī)10的旋轉(zhuǎn)角度θ與慣性類物體30之間的杠桿比及齒輪比。
因此，根據(jù)上述式(7)、式(8)，可得下式(9)、式(10)、式(11)。
Psc=∫0tRsc·ωdt-------(9)]]>[式10]P·sc=Rs·c·θ=Rsc·θ·]]> =Rsc·ω-------(10)]]>[式11]R·s·c=Rs·c·ω+Rsc·ω·]]>=Rsc·ω·-----(11)]]>而且，將上式(9)、式(10)、式(11)代入上式(6)中，可得下式(12)。
P·s·c=-Km′KmJm RmP·sc+Km·RscJm·RmVin--------(12)]]>
另外，對(duì)于同步機(jī)構(gòu)2的控制，作為必要因素，除了聯(lián)軸器套筒6的位置Psc之外，還有對(duì)加到電動(dòng)機(jī)10上的負(fù)載進(jìn)行檢測(cè)用的電樞電流Im。在此，根據(jù)上式(4)及式(11)，可以得到作為關(guān)于電樞電流Im的數(shù)學(xué)模型式的下式(13)。
Im=VmRm=JmKmω·=JmKm·RscP·s·c-----(13)]]>其中，Im電動(dòng)機(jī)10的電樞電流。
由以上可知，將供給電動(dòng)機(jī)10的外加電壓Vin作為輸入，而將聯(lián)軸器套筒6的實(shí)際位置Psc與電動(dòng)機(jī)10的電樞電流Im作為輸出的1輸入2輸出方式的模型，可以通過(guò)上式(12)與式(13)來(lái)表示。
下面，對(duì)慣性類物體30接觸于彈性類物體31，并受到彈性類物體31的反作用力時(shí)(指聯(lián)軸器套筒6接觸于同步環(huán)8，并受到同步環(huán)8的反作用力時(shí))的連續(xù)時(shí)間序的數(shù)學(xué)模型式的導(dǎo)出進(jìn)行說(shuō)明。
圖3中所示的慣性類物體30的運(yùn)動(dòng)方程式用下式(14)表示。
MsP·s·c=-Ksc(Psc-Psc_det)+Fsc-------(14)]]>其中，Ms彈性類物體31的等效慣性，Psc_def彈性類物體31的待機(jī)位置，Ksc彈性類物體31的彈簧系數(shù)，F(xiàn)sc彈性類物體31從慣性類物體30受到的力(彈性類物體31施加給慣性類物體30的反作用力)。
對(duì)上式(14)關(guān)于反作用力Fsc進(jìn)行整理，可用下式(15)的形式表示。
Fsc=Ms·P·s·c+Ksc(Psc-Psc_det)------(15)]]>在此，反作用力Fsc是彈性類物體31對(duì)慣性類物體30施加的反作用力，被施加該反作用力Fsc時(shí)的慣性類物體30的運(yùn)動(dòng)方程式用下式(16)表示。
Jm·ω·=Tm-Rsc·Fsc]]>=Km·Im-Rsc·Fsc]]>=Km·Vm/Rm-Rsc·Fsc-------(16)]]>將該式(16)變形可得下式(17)的形式，若考慮電動(dòng)機(jī)10的反電動(dòng)勢(shì)，供給電動(dòng)機(jī)10的外加電壓Vin與電樞電壓Vm之間的關(guān)系用下式(18)表示。
Vm=Jm·RmKmω·+Rsc·RmKmFsc------(17)]]>[式18]Vin=Km′·ω+Vm]]>=Km′·ω+Jm·RmKmω·+Rsc·RmKmFsc-------(18)]]>另外，將上式(10)及式(11)代入上式(18)中，就是下式(19)的形式，對(duì)下式(19)進(jìn)行整理，可得下式(20)。
Vin=Km′·P·sc/Rsc+Jm·RmKmP·s·c/Rsc+Rsc·RmKmFsc------(19)]]>[式20]P·s·c=-Km·Km′Jm·RmP·sc+Km·RscJm·RmVin-Rsc2·RmJm·RmFsc-----(20)]]>此外，關(guān)于電動(dòng)機(jī)10的電樞電流Im，可以通過(guò)將上式(11)代入上式(16)中，得到下式(21)。
Im=JmKm·RscP·s·c+RscKmFsc-----(21)]]>由以上可知，考慮了彈性類物體31的反作用力的模型，可以通過(guò)上式(20)及式(21)表示。
下面，按照由上式(20)及式(21)所表示的連續(xù)時(shí)間序的數(shù)學(xué)模型式，導(dǎo)出離散時(shí)間序的數(shù)學(xué)模型式。
首先，將連續(xù)時(shí)間序的模型的狀態(tài)變量(x1，x2)按下式(22)進(jìn)行設(shè)定，則根據(jù)上式(20)，可以將連續(xù)時(shí)間序的模型通過(guò)下式(23)進(jìn)行表示。
[式23] 在此，若將控制裝置1的抽樣(sampling)周期設(shè)為T，則通過(guò)歐拉近似將上式(23)用下式(24)的形式表示，并對(duì)式(24)進(jìn)行變形，可得下式(25)及式(26)。
其中，t抽樣時(shí)刻，T抽樣周期。
x1(t)＝x1(t-T)+T·x2(t) ………(25)[式26]x2(t)=(1--Km·Km′Jm·RmT)x2(t-T)+Km·RscJm·RmT·Vin(t-T)-Rsc2JmT·Fsc----(26)]]>
此外，通過(guò)歐拉近似，上式(26)中的x2(t-T)可以用下式(27)表示。
x2(t-2T)=x1(t-T)-x1(t-2T)T-------(27)]]>而且，將上式(26)及式(27)代入上式(25)中，并整理可得下式(28)。
x1(t)=(2-Km·Km′Jm·RmT)x1(t-T)-(1-Km·Km′Jm·RmT)x1(t-2T)]]>+Km·RscJm·RmT2·Vin(t-T)-Rsc2JmT2·Fsc------(28)]]>將式(28)進(jìn)行t＝kT的整理，則可變成下式(29)的形式，并可得下式(30)。
x1(k)=(2-Km·Km′Jm·RmT)x1(k-1)-(1-Km·Km′Jm·RmT)x1(k-2)]]>+Km·RscJm·RmT2·Vin(k-1)-Rsc2JmT2·Fsc------(29)]]>[式30]x1(k+1)=(2-Km·Km′Jm·RmT)x1(k)-(1-Km·Km′Jm·RmT)x1(k-1)]]>+Km·RscJm·RmT2·Vin(k)-Rsc2JmT2·Fsc------(30)]]>而且，若將上述式(30)中的系數(shù)按下式(31)所示的進(jìn)行置換，則上式(30)可用下式(32)的形式表示。
[式32]Psc(k+1)＝a1·Psc(k)+a2·Psc(k-1)+b1·Vin(k)+d ………(32)在此，控制裝置1是基于用下式(33)表示的模型，并通過(guò)圖4所示的構(gòu)成而被設(shè)計(jì)的，而式(33)是將上式(32)所表示的離散時(shí)間序的模型中的干擾項(xiàng)d設(shè)定為0所得到。下面，關(guān)于圖4所示的控制裝置1的構(gòu)成進(jìn)行說(shuō)明。
Psc(k+1)＝a1·Psc(k)+a2·Psc(k-1)+b1·Vin(k)………(33)首先，對(duì)于用上式(33)表示的模型，關(guān)于可實(shí)現(xiàn)①使慣性類物體30的實(shí)際位置Psc迅速地跟蹤目標(biāo)位置Psc_cmd，②慣性類物體30與彈性類物體31接觸時(shí)的隨變性(如橡膠似的彈性)的、滑動(dòng)模態(tài)控制器40的設(shè)計(jì)過(guò)程進(jìn)行說(shuō)明。
滑動(dòng)模態(tài)控制器40，使用作為響應(yīng)指定式控制的一例的滑動(dòng)模態(tài)控制來(lái)控制慣性類物體30的動(dòng)作。而且，依據(jù)上式(33)并通過(guò)實(shí)際位置把握部21而計(jì)算的慣性類物體30的實(shí)際位置Psc、與通過(guò)目標(biāo)位置設(shè)定部22而設(shè)定的慣性類物體30的目標(biāo)位置Psc_cmd、以及將在后邊說(shuō)明的屈服參量VPOLE被輸入滑動(dòng)模態(tài)控制器40。
而且，若將慣性類物體30的實(shí)際位置Psc與目標(biāo)位置Psc_cmd之間的偏差Esc按下式(34)進(jìn)行定義，則由于式(34)的狀態(tài)變量為Psc(k)與Psc(k-1)2個(gè)，因此對(duì)偏差Esc的收斂行為或干擾、對(duì)偏差Esc的影響度進(jìn)行指定的轉(zhuǎn)換函數(shù)(σ，相當(dāng)于本發(fā)明中第1線性函數(shù))被定義成下式(35)的形式。
Esc(k)＝Psc(k)-Psc_cmd(k)………(34)[式35]σ(k)＝Psc(k)+VPOLE·Esc(k-1)………(35)其中，VPOLE屈服參量(轉(zhuǎn)換函數(shù)設(shè)定參量)。
滑動(dòng)模態(tài)控制器40，以使得該轉(zhuǎn)換函數(shù)σ成為σ(k)＝0地來(lái)決定控制輸入。另外，當(dāng)σ(k)＝0時(shí)，上式(35)可以變形成下式(36)的形式。
Esc(k)＝-VPOLE·Esc(k-1) ………(36)在此，由于式(36)是表示沒(méi)有輸入的一次滯后族，故滑動(dòng)模態(tài)控制器40實(shí)行使控制系統(tǒng)的響應(yīng)收斂在上式(36)的一次滯后族上的控制。
因此，如圖5(a)所示，可知，若設(shè)定以Esc(k)作為縱軸而以Esc(k-1)作為橫軸的相位平面，上式(36)則表示為該相位平面上的比例函數(shù)。另外，由于式(36)是沒(méi)有輸入的一次滯后族，因此如果將屈服參量(VPOLE，相當(dāng)于本發(fā)明中的運(yùn)算系數(shù))設(shè)定在下式(37)的范圍內(nèi)，使該一次滯后族穩(wěn)定化，則由于時(shí)間的經(jīng)過(guò)(k→∞)，它將變成偏差Esc必定收斂在0的族。
-1＜VPOLE＜1 ………(37)由此，在圖5(a)所示的相位平面上，由于偏差的狀態(tài)量(Esc(k)、Esc(k-1)，相當(dāng)于本發(fā)明中的第1狀態(tài)量)一旦落到轉(zhuǎn)換函數(shù)(σ(k)＝0)上，則該狀態(tài)量被約束在沒(méi)有輸入的一次滯后族上，因此伴隨時(shí)間的經(jīng)過(guò)，將自動(dòng)地收斂到相位平面的原點(diǎn){(Esc(k)，Esc(k-1))＝(0，0)}。
因此，滑動(dòng)模態(tài)控制器40利用處于這種轉(zhuǎn)換函數(shù)上的狀態(tài)量(Esc(k)，Esc(k-1))的動(dòng)作，如圖5(a)所示，通過(guò)決定控制輸入Vin，而將該狀態(tài)量約束在轉(zhuǎn)換函數(shù)(σ(k)＝0，相當(dāng)于本發(fā)明中的第1轉(zhuǎn)換函數(shù))上，并使該狀態(tài)量收斂在相位平面的原點(diǎn)，而不受干擾或模型化誤差的影響。
另外，將使?fàn)顟B(tài)量(Esc(k)，Esc(k-1))漸漸接近到轉(zhuǎn)換函數(shù)的動(dòng)作行為(從圖中P1至P2的過(guò)程)稱為到達(dá)模態(tài)，將使該狀態(tài)量自動(dòng)地在轉(zhuǎn)換函數(shù)上朝向原點(diǎn)方向收斂的動(dòng)作行為(從圖中P2至P0的過(guò)程)稱為滑動(dòng)模態(tài)。
另外，由于若將上式(36)的屈服參量VPOLE設(shè)定為正(0＜VPOLE＜1)，則由式(36)所表示的一次滯后族將成為振蕩穩(wěn)定形，故在使偏差Esc收斂的控制中最好不使用。因此，通過(guò)在從-1至0的范圍內(nèi)(-1＜VPOLE＜0)決定屈服參量VPOLE，如圖5(b)所示地設(shè)定偏差Esc的收斂響應(yīng)。在圖5(b)中，a、b、c是表示將屈服參量VPOLE分別設(shè)定為-1、-0.8、-0.5時(shí)的偏差Esc的推移，這時(shí)，若設(shè)定VPOLE＝-1，則偏差Esc不收斂在0，而為一定值。
下面，對(duì)上式(36)的行為特性，即，滑動(dòng)模態(tài)控制器40的響應(yīng)指定特性進(jìn)行說(shuō)明。圖6的曲線圖是表示在將屈服參量VPOLE設(shè)定在-0.5、-0.8、-0.99、-1、0，σ＝0且Esc＝0的狀態(tài)下，施加分級(jí)式干擾D時(shí)的控制系統(tǒng)的響應(yīng)，將縱軸依上至下設(shè)定為偏差Esc、轉(zhuǎn)換函數(shù)σ、干擾D，將橫軸設(shè)定為時(shí)間k。
由圖6可知具有以下特性，即，越減小屈服參量VPOLE的絕對(duì)值，干擾D對(duì)偏差Esc的影響越小，相反，越增大屈服參量VPOLE的絕對(duì)值，使之接近于1，滑動(dòng)模態(tài)控制器所容許的偏差Esc則越變大。而且還知道，此時(shí)，無(wú)論屈服參量VPOLE的行為怎樣變化，而轉(zhuǎn)換函數(shù)的值(σ)的行為為相同，因此，可以通過(guò)屈服參量VPOLE來(lái)指定對(duì)干擾D的容許量。
而且，在圖3所示的慣性類物體30與彈性類物體31接觸時(shí)，必須既要避免成為以下的狀態(tài)，又要將慣性類物體30推壓于彈性類物體31上，該狀態(tài)為①慣性類物體30被彈性類物體31反彈回去，②慣性類物體30被過(guò)大的沖撞力推入彈性類物體31。
因此，著眼于上述的特性，在慣性類物體30與彈性類物體31接觸時(shí)，通過(guò)將屈服參量VPOLE設(shè)定在-1的附近，以增大偏差Esc的容許量，這樣，在慣性類物體30與彈性類物體31接觸時(shí)，才能有效地產(chǎn)生由電動(dòng)機(jī)10的動(dòng)作而得到的彈力性。
由此，可以抑制慣性類物體30與彈性類物體31在接觸時(shí)所產(chǎn)生的過(guò)大沖擊，而且，還可以得到不是將過(guò)大的力施加到彈性類物體31上，而是將慣性類物體30推壓于彈性類物體31上的效果。
若將該效果適用在圖1所示的實(shí)際的同步機(jī)構(gòu)2上并進(jìn)行考察，則可知，可以緩和當(dāng)聯(lián)軸器套筒6接觸于同步環(huán)8時(shí)所產(chǎn)生的沖擊。另外，不是將過(guò)大的力施加到同步環(huán)8上，而是將聯(lián)軸器套筒6推壓于同步環(huán)8上，因此可以使聯(lián)軸器套筒6與被同步齒輪7的轉(zhuǎn)速同步并卡合。
接著，滑動(dòng)模態(tài)控制器40的控制輸入Vin如下式(38)所示，通過(guò)3個(gè)控制輸入的總和被設(shè)定。
Vin(k)＝Usl(k)＝Ueq(k)+Urch(k)+Uadp(k) ………(38)其中，Vin(k)第k項(xiàng)的抽樣周期中的供給電動(dòng)機(jī)10的電壓，Ueq(k)第k項(xiàng)的抽樣周期中的等效控制輸入，Urch(k)第k項(xiàng)的控制周期中的到達(dá)則輸入，Uadp(k)第k項(xiàng)的抽樣周期中的適應(yīng)則輸入。
另外，等效控制輸入是指將偏差的狀態(tài)量(Esc(k)，Esc(k-1))約束在轉(zhuǎn)換函數(shù)(σ＝0)上的輸入，到達(dá)則輸入是指將該狀態(tài)量載于該轉(zhuǎn)換函數(shù)上的輸入，適應(yīng)則輸入是指吸收模型化誤差或干擾、并將該狀態(tài)量載于該轉(zhuǎn)換函數(shù)上的輸入。
下面，對(duì)等效控制輸入U(xiǎn)eq(k)、到達(dá)則輸入U(xiǎn)rch(k)、以及適應(yīng)則輸入U(xiǎn)adp(k)的設(shè)定方法進(jìn)行說(shuō)明。
首先，等效控制輸入U(xiǎn)eq(k)嚴(yán)密地講，在相位平面上的任意位置，具有將該偏差的狀態(tài)量保持在其位置的功能。由此，等效控制輸入U(xiǎn)eq(k)作為滿足下式(39)的外加電壓Vin而被計(jì)算出。
σ(k+1)＝σ(k) ………(39)將上式(34)及式(35)代入上式(39)中，可得下式(40)。
Psc(k+1)-Psc_cmd(k+1)+VPOLE{Psc(k)-Psc_cmd(k)}＝Psc(k)-Psc_cmd(k)+VPOLE{Psc(k-1)-Psc_cmd(k-1)} ……(40)而且，通過(guò)將上式(33)代入上式(40)中并進(jìn)行整理，可以得到關(guān)于等效控制輸入U(xiǎn)eq的下式(41)。
Ueq(k)=Vin(k)=1b1{(1-VPOLE-a1)Psc(k)+(VPOLE-a2)Psc(k-1)}]]>+Psc_cmd(k+1)+(VPOLE-1)Psc_cmd(k)-VPOLE·Psc_cmd(k-1)]]>……(41)接著，到達(dá)則輸入U(xiǎn)rch通過(guò)下式(42)計(jì)算出。
Urch(k)=-Fb1(|σ(k)|+Δ)sign(σ(k)--------(42)]]>其中，F(xiàn)到達(dá)則增益，Δ轉(zhuǎn)換振幅(機(jī)械性的間隙或松動(dòng)等的非線性特性的吸收參量)。
另外，如果將轉(zhuǎn)換振幅(Δ)設(shè)定成0(Δ＝0)，上式(42)則用下式(43)的形式表示。
Urch(k)=-Fb1σ(k)------(43)]]>而且，適應(yīng)則輸入U(xiǎn)adp通過(guò)下式(44)計(jì)算出。
Uadp(k)=-Gb1·Σi=0kσ(i)------(44)]]>其中，G適應(yīng)則增益。
在此，將上式(41)的等效控制輸入U(xiǎn)eq(k)、上式(43)的到達(dá)則輸入U(xiǎn)rch(k)、以及上式(44)的適應(yīng)則輸入U(xiǎn)adp(k)代入上式(38)中，并將所得到的控制輸入U(xiǎn)sl(k)作為供給電動(dòng)機(jī)10的外加電壓Vin代入上式(33)中，可得到下式(45)。
Psc(k+1)=a1Psc(k)+a2Psc(k-1)+b1Vin(k)]]>=a1Psc(k)+a2Psc(k-1)+b1(Ueq(k)+Urch(k)+Uadp(k))]]>=a1Psc(k)+a2Psc(k-1)]]>+(1-VPOLE-a1)Psc(k)+(VPOLE-a2)Psc(k-1)]]>+Psc_cmd(k+1)+(VPOLE-1)Psc_cmd(k)-VPOLE·Psc_cmd(k-1)]]>-Fσ(k)-GΣi=0kσ(i)--------(45)]]>而且，將上式(34)及式(35)適用于上式(45)中，并對(duì)σ進(jìn)行整理，可以得到下式(46)。
σ(k+1)=(1-F)σ(k)-GΣi=0kσ(i)-------(46)]]>在此，由于到達(dá)則輸入U(xiǎn)rch(k)與適應(yīng)則輸入U(xiǎn)adp(k)的作用是使?fàn)顟B(tài)量(Esc(k)，Esc(k-1))移動(dòng)到轉(zhuǎn)換函數(shù)(σ＝0)上，即，因?yàn)槭股鲜?46)趨于穩(wěn)定化(σ→0)，因此，必須對(duì)到達(dá)則增益F與適應(yīng)則增益G進(jìn)行決定，以使得上式(46)趨于穩(wěn)定。
所以，若將上式(46)進(jìn)行Z變換，可得到下式(47)，而將式(47)進(jìn)行變形，可以得到下式(48)。
Z·Σ=(1-F)Σ-GTZ-1Σ---------(47)]]>[式48]Z2·Σ+Σ(F-2)Σ+(GT+1-F)∑＝0 ……(48)這種情況下，上式(48)穩(wěn)定的條件為因左邊的第2項(xiàng)與第3項(xiàng)的系數(shù)(F-2，GT+1-F)是進(jìn)入圖6中三角區(qū)域內(nèi)的組合，故而只要決定F、G的值即可以使這些系數(shù)的組合進(jìn)入三角區(qū)域之內(nèi)。另外，圖7的三角區(qū)域范圍內(nèi)相當(dāng)于本發(fā)明中的穩(wěn)定條件。
而且，滑動(dòng)模態(tài)控制器40根據(jù)這樣決定的F、G的值，并根據(jù)上式(43)、式(44)，來(lái)分別決定到達(dá)則輸入U(xiǎn)rch(k)與適應(yīng)則輸入U(xiǎn)adp(k)，另外，根據(jù)上式(41)，決定等效控制輸入U(xiǎn)eq(k)，并通過(guò)上式(38)，決定供給電動(dòng)機(jī)10的外加電壓Vin。
接著，參照?qǐng)D1，在實(shí)際的同步機(jī)構(gòu)2上，為了使聯(lián)軸器套筒6與被同步齒輪7的轉(zhuǎn)速同步，必須用一定的力將聯(lián)軸器套筒6推壓于同步環(huán)8上。因此，在如圖3所示的模型中，必須具有進(jìn)行以下控制用的構(gòu)成，即，在慣性類物體30與彈性類物體31接觸之后，將一定的推壓力從慣性類物體30施加到彈性類物體31上的控制。
在此，慣性類物體30與彈性類物體31處于接觸狀態(tài)的電動(dòng)機(jī)10的電樞電流Im，雖然由上式(21)表示，但是，因?yàn)榭紤]到在實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)同步期間，慣性類物體30的加速度為零(Psc的2次微分為零)，因此，上式(21)則變成下式(49)的形式。
Im=RscKmFsc-------(49)]]>而且，由于一定的推壓力是指慣性類物體30從彈性類物體31受到的反作用力Fsc，因此，只要下式(50)成立，即可將推壓力保持于一定。
Im＝Im_cmd………(50)
其中，Im_cmd目標(biāo)電流值。
另外，目標(biāo)電流值Im_cmd相當(dāng)于本發(fā)明中的推壓力的目標(biāo)值，電流檢測(cè)部20相當(dāng)于本發(fā)明中的推壓力把握機(jī)構(gòu)，通過(guò)電流檢測(cè)部20而被檢測(cè)的電動(dòng)機(jī)10的電樞電流Im相當(dāng)于本發(fā)明中的推壓力。
另外，將上述式(50)進(jìn)行離散時(shí)間化，可以得到能計(jì)算出實(shí)際的電樞電流Im與目標(biāo)電流值Im_cmd的偏差Eim的下式(51)。
Eim(k)＝Im(k)-Im_cmd＝0………(51)在此，由上式(20)與(21)可知，同步機(jī)構(gòu)2是作為以下的模型被表示的，即，將供給電動(dòng)機(jī)10的外加電壓Vin作為輸入，而將慣性類物體30的位置Psc與電動(dòng)機(jī)10的電樞電流Im作為輸出的1輸入2輸出方式的模型。
然而，在慣性類物體30到達(dá)接觸彈性類物體31之前，只進(jìn)行慣性類物體30的位置Psc的控制即可以。這樣，滑動(dòng)模態(tài)控制器40，只要將同步機(jī)構(gòu)2用以下模型來(lái)表示，就可以進(jìn)行控制，這種模型為將供給電動(dòng)機(jī)10的外加電壓Vin作為輸入，而將慣性類物體30的位置Psc作為輸出的1輸入1輸出方式的模型。
由此，為了進(jìn)行電動(dòng)機(jī)10的電樞電流Im的反饋控制，又必須將滑動(dòng)模態(tài)控制器40從以1輸入1輸出方式的模型為對(duì)象的方式轉(zhuǎn)換到以1輸入2輸出方式的模型為對(duì)象的方式。然而，若將滑動(dòng)模態(tài)控制40進(jìn)行這種轉(zhuǎn)換，則會(huì)產(chǎn)生輸入Vin的不連續(xù)性，并很難使得轉(zhuǎn)換滑動(dòng)模態(tài)控制40時(shí)的控制狀態(tài)穩(wěn)定化。
因此，電壓決定部24不進(jìn)行滑動(dòng)模態(tài)控制器40的轉(zhuǎn)換，而如以下說(shuō)明那樣，通過(guò)利用電動(dòng)機(jī)10的電樞電流Im的反饋來(lái)對(duì)設(shè)定滑動(dòng)模態(tài)控制器40的隨變性的屈服參量VPOLE進(jìn)行調(diào)整，從而使得慣性類物體30對(duì)彈性類物體31施加的推壓力穩(wěn)定化。
首先，電樞電流Im的反饋控制是考慮①相對(duì)于電樞電流Im的目標(biāo)電流Im_cmd的快速響應(yīng)特性，②與推壓力成正比的電樞電流Im的穩(wěn)定性，并使用根據(jù)下式(52)至式(57)的簡(jiǎn)易型的滑動(dòng)模態(tài)控制來(lái)進(jìn)行。
E_Im(k)＝Im_cmd-Im(k)………(52)[式53]σ_Im(k)＝E_Im(k)+POIE_Im·E_Im(k-1) ………(53)[式54]Urch_Im(k)＝F_Im·σ_Im(k) ………(54)[式55]Uadp_Im(k)=G_Im·Σi=0kσ_Im(i)--------(55)]]>[式56]VPOLE_Im(k)＝VPOLE_bs+Urch_Im(k)+Uadp_Im(k) ………(56)[式57]VPOLE(k)＝Limit(VPOLE_Im(k)) ………(57)其中，Limit-1～0的限制處理，F(xiàn)_Im到達(dá)則增益，G_Im適應(yīng)則增益，POLE_Im轉(zhuǎn)換函數(shù)設(shè)定參量，VPOLE_bsVPOLE的基準(zhǔn)值，Urch_Im到達(dá)則輸入，Uadp_Im適應(yīng)則輸入。
表示電流反饋系統(tǒng)的控制方框圖如圖8所示。在圖8的控制方框圖中，替換所使用的以1輸入2輸出方式的模型為控制對(duì)象的滑動(dòng)模態(tài)控制器，而形成為在以1輸入1輸出方式的模型為控制對(duì)象的滑動(dòng)模態(tài)控制器40的外側(cè)，具有控制電樞電流Im的電流反饋部50的雙重反饋系統(tǒng)。
另外，電流反饋部50被包括在圖4所示的屈服參量計(jì)算部41中。而且，通過(guò)減法器51，根據(jù)上式(52)，計(jì)算電流偏差(E_Im，相當(dāng)于本發(fā)明中的第2狀態(tài)量)；通過(guò)轉(zhuǎn)換函數(shù)計(jì)算部52，根據(jù)上式(53)，計(jì)算轉(zhuǎn)換函數(shù)(σ_Im，相當(dāng)于本發(fā)明中的第2線性函數(shù))的值；通過(guò)比例運(yùn)算器53，根據(jù)上式(54)，計(jì)算到達(dá)則輸入U(xiǎn)rch_Im；通過(guò)積分器55及積分乘法器56，根據(jù)上式(55)，計(jì)算適應(yīng)則輸入U(xiǎn)adp_Im。
另外，通過(guò)加法器57及加法器58，根據(jù)上式(56)，計(jì)算反映電流反饋的屈服參量VPOLE_Im；通過(guò)限幅器59，根據(jù)上式(57)，決定被進(jìn)行限制處理并對(duì)于滑動(dòng)模態(tài)控制器40的屈服參量VPOLE。
另外，將上式(55)的轉(zhuǎn)換函數(shù)置為0(σ_Im(k)＝0)的轉(zhuǎn)換函數(shù)、相當(dāng)于本發(fā)明中的第2轉(zhuǎn)換函數(shù)，通過(guò)上式(56)而計(jì)算出的屈服參量VPOLE_Im相當(dāng)于本發(fā)明中的第2操作量。
下面，圖4所示的屈服參量計(jì)算部41，將屈服參量VPOLE分成以下3步過(guò)程進(jìn)行設(shè)定，而該屈服參量VPOLE是對(duì)控制同步機(jī)構(gòu)2的動(dòng)作的滑動(dòng)模態(tài)控制器40的隨變性進(jìn)行設(shè)定的屈服參量。
過(guò)程1(相當(dāng)于本發(fā)明中的接觸過(guò)程)目標(biāo)值跟蹤控制…慣性類物體30的位置Psc控制、與慣性類物體30同彈性類物體31接觸時(shí)的隨變性控制。對(duì)應(yīng)于慣性類物體30的位置Psc，決定屈服參量VPOLE。
過(guò)程2旋轉(zhuǎn)同步控制…對(duì)彈性類物體31施加推壓力的控制。通過(guò)上述的電動(dòng)機(jī)10的電樞電流的反饋，決定屈服參量VPOLE。
過(guò)程3靜止控制…使旋轉(zhuǎn)同步后(同步機(jī)構(gòu)2中的聯(lián)軸器套筒6與被同步齒輪7的卡合結(jié)束之后)的慣性類物體30的前進(jìn)移動(dòng)停止的控制。保持屈服參量VPOLE于一定。
而且，屈服參量計(jì)算部41，因同步機(jī)構(gòu)2的機(jī)械性的誤差或長(zhǎng)年累月的磨損變化等原因，而導(dǎo)致從過(guò)程1轉(zhuǎn)換到過(guò)程2的位置、或者從過(guò)程2轉(zhuǎn)換到過(guò)程3的時(shí)機(jī)不合、或者變化，即使產(chǎn)生這些變化，也必須進(jìn)行使其穩(wěn)定的過(guò)程的轉(zhuǎn)換。下面關(guān)于決定其過(guò)程的轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)的方法進(jìn)行說(shuō)明。
圖9中上部分的曲線圖是表示各過(guò)程在轉(zhuǎn)換時(shí)的慣性類物體30的實(shí)際位置Psc與目標(biāo)位置Psc_cmd之間的偏差(Esc＝Psc-Psc_cmd)的變化，將縱軸設(shè)定為慣性類物體30的實(shí)際位置Psc與目標(biāo)位置Psc_cmd，而將橫軸設(shè)定為時(shí)間t。從曲線圖可知，在各過(guò)程的轉(zhuǎn)換時(shí)，偏差Esc發(fā)生以下的變化。
·從過(guò)程1向過(guò)程2轉(zhuǎn)換時(shí)通過(guò)與彈性類物體31的接觸，來(lái)抑制慣性類物體30的移動(dòng)，實(shí)際位置Psc相對(duì)于目標(biāo)位置Psc_cmd呈滯后狀態(tài)，偏差Esc向負(fù)方向增大。
·從過(guò)程2向過(guò)程3轉(zhuǎn)換時(shí)彈性類物體31與慣性類物體30間的旋轉(zhuǎn)同步結(jié)束，慣性類物體30的位置Psc達(dá)到目標(biāo)位置Psc_cmd，偏差Esc向正方向減少。
因此，通過(guò)檢測(cè)這樣的偏差Esc的變化，來(lái)進(jìn)行各過(guò)程的轉(zhuǎn)換；如圖9中下部分的曲線圖所示，只要對(duì)應(yīng)各過(guò)程，設(shè)定屈服參量(VPOLE，圖中的f)的值即可。
然而，由于圖1所示的實(shí)際的同步機(jī)構(gòu)2是機(jī)械性間隙或松動(dòng)、摩擦為較大的控制對(duì)象。由此，雖然較短地設(shè)定控制裝置1的抽樣周期，將會(huì)提高其控制性，但是，若較短地設(shè)定抽樣周期來(lái)計(jì)算偏差Esc，則SN比將會(huì)降低，這樣將很難檢測(cè)出偏差Esc的變化。因此，電壓決定部24所具有的小波轉(zhuǎn)換濾波器43(參照?qǐng)D4)如以下說(shuō)明的那樣，通過(guò)對(duì)偏差Esc施行小波轉(zhuǎn)換，只抽取偏差Esc的低頻成份，則可以較容易檢測(cè)出偏差Esc的變化。
使用小波轉(zhuǎn)換的濾波器(以下稱小波轉(zhuǎn)換濾波器)具有圖10(a)所示的構(gòu)成，通過(guò)2次反復(fù)地進(jìn)行根據(jù)下式(58)的半頻帶低通濾波器處理與取樣(decimation)處理，來(lái)進(jìn)行濾除。
Gl(η)＝0.7071×u(η)+0.7071×u(η-1) ………(58)其中，u輸入數(shù)據(jù)，η抽樣周期的時(shí)序號(hào)。
圖10(a)所示的第1行的半頻帶低通濾波器70對(duì)此次的抽樣周期的輸入值Esc(k)與前一次的抽樣周期的輸入值Esc(k-1)進(jìn)行上式(57)的處理。另外，第2行的半頻帶低通濾波器71又對(duì)已經(jīng)將第1行的半頻帶低通濾波器70的輸出施行了取樣處理72的Esc_wv1(m1)的此次值與前一次值(Esc_wv1(m1)與Esc_wv1(m1-1))，進(jìn)行上式(58)的處理。
如圖10(b)所示，由于半頻帶低通濾波器70、71阻止抽樣頻率的一半(乃奎斯特頻率)以上的頻率成份，使得低頻率成份的增益大于1，因此，可以得到放大低頻率成份的增益度的效果。
另外，圖10(a)中的取樣處理72、73(2↓)為間取處理，如圖11(a)所示，該間取處理是對(duì)輸入數(shù)據(jù)u每間隔1個(gè)施行抽樣來(lái)進(jìn)行的處理。
小波轉(zhuǎn)換濾波器43通過(guò)反復(fù)施行根據(jù)半頻帶低通濾波器70、71而進(jìn)行的處理及取樣處理72、73，如圖11(b)的曲線所示，對(duì)增益進(jìn)行放大并抽取低頻率成份Esc_wv。另外，將圖11(b)中所示的縱軸設(shè)定為增益，將橫軸設(shè)定為頻率。
而且，由此，因?yàn)樵诔ポ斎胄盘?hào)Esc的高頻成份的同時(shí)，又對(duì)輸入信號(hào)Esc的增益進(jìn)行放大，因此，可以對(duì)輸入信號(hào)Esc低頻成份的變化、以提高SN比而進(jìn)行抽取。
而且，屈服參量計(jì)算部41，使用作為偏差Esc的小波轉(zhuǎn)換值Esc_wv的變化量的ΔEsc_wv(＝Esc_wv(m)-Ese_wv(m-1))，進(jìn)行如下所示的各過(guò)程的轉(zhuǎn)換。
·從過(guò)程1向過(guò)程2的轉(zhuǎn)換Psc＞Psc_def且Esc_wv＞X_SCCNT·從過(guò)程2向過(guò)程3的轉(zhuǎn)換Psc＞Psc_def且ΔEsc_wv＞X_SCDONE其中，Psc_def過(guò)程1中的VPOLE可變開(kāi)始位置，X_SCCNTEsc_wv的接觸判定閾值，X_SCDONE旋轉(zhuǎn)同步結(jié)束判定閾值。
另外，上述轉(zhuǎn)換條件中的Esc_wv及ΔEsc_wv相當(dāng)于針對(duì)本發(fā)明的目標(biāo)值而言的實(shí)際位置的背離度，X_SCCNT相當(dāng)于本發(fā)明中的第1規(guī)定水準(zhǔn)，X_SCDONE相當(dāng)于本發(fā)明中的第2規(guī)定水準(zhǔn)。
下面，通過(guò)利用以上所說(shuō)明的手法而構(gòu)成的控制裝置1，并按照?qǐng)D12所示的流程圖來(lái)說(shuō)明對(duì)同步機(jī)構(gòu)2的動(dòng)作進(jìn)行控制的順序。當(dāng)控制裝置1從汽車的主控制器(未圖示)接收指示變速器的換擋的信號(hào)時(shí)，則從STEP1進(jìn)入STEP2。
而且，控制裝置1對(duì)應(yīng)于通過(guò)主控制器而被選擇的換擋位置(1擋、2擋、…、空擋)，并通過(guò)目標(biāo)位置設(shè)定部22，如圖13(a)所示，將聯(lián)軸器套筒6的移動(dòng)方式作為目標(biāo)位置Psc_cmd進(jìn)行設(shè)定。另外，控制裝置1還設(shè)定過(guò)程1中的屈服參量VPOLE的變更位置Psc_vp與同步環(huán)8的待機(jī)位置Psc_def。
接著，在STEP3處，控制裝置1計(jì)算出通過(guò)實(shí)際位置把握部21并根據(jù)上式(33)而計(jì)算出的聯(lián)軸器套筒6的實(shí)際位置Psc與目標(biāo)位置Psc_cmd之間的偏差Esc。另外，圖中k是表示第k項(xiàng)的抽樣周期，Psc(k)及Psc_cmd(k)分別表示第k項(xiàng)的抽樣周期中的聯(lián)軸器套筒6的實(shí)際位置與目標(biāo)位置。
之后，在STEP4，控制裝置1進(jìn)行利用上述的小波轉(zhuǎn)換濾波器43而施行的處理，并計(jì)算偏差Ese的小波轉(zhuǎn)換值Esc_wv。另外，圖中的Esc_wv(m)如圖10(a)所示，是表示依據(jù)第k項(xiàng)的抽樣周期中的偏差Esc(k)而計(jì)算出的小波轉(zhuǎn)換值。
接著的STEP5至STEP7是對(duì)上述各過(guò)程(過(guò)程1、過(guò)程2、過(guò)程3)的轉(zhuǎn)換時(shí)機(jī)予以判斷的處理，在STEP5及STEP6，設(shè)定從過(guò)程1向過(guò)程2轉(zhuǎn)換的條件，在STEP7，設(shè)定從過(guò)程2向過(guò)程3轉(zhuǎn)換的條件。
首先，在STEP5，在聯(lián)軸器套筒6的實(shí)際位置Psc(k)通過(guò)同步環(huán)8的待機(jī)位置Psc_def之前，分支到STEP20，按照?qǐng)D13(b)所示的屈服參量VPOLE的設(shè)定圖表，屈服參量計(jì)算部41將屈服參量VPOLE設(shè)定在0的附近(例如，-0.2)。另外，圖13(b)所示的設(shè)定圖表是將屈服參量VPOLE設(shè)定為縱軸，而將聯(lián)軸器套筒6的實(shí)際位置Psc設(shè)定為橫軸。
由此，在開(kāi)始進(jìn)行聯(lián)軸器套筒6的移動(dòng)之后，到達(dá)屈服參量VPOLE的變更位置Psc_vp之前，同步機(jī)構(gòu)2的隨變性變低，從而可以抑制干擾的影響，并使聯(lián)軸器套筒6穩(wěn)定地移動(dòng)。
另外，在聯(lián)軸器套筒6通過(guò)屈服參量VPOLE的變更位置Psc_vp時(shí)，屈服參量計(jì)算部41使屈服參量VPOLE降低到-1的附近(例如，-0.99)。這樣，通過(guò)在實(shí)際上聯(lián)軸器套筒6馬上與同步環(huán)8接觸之前，預(yù)先使屈服參量VPOLE的值降低，以提高同步機(jī)構(gòu)2的隨變性，從而可以緩和聯(lián)軸器套筒6與同步環(huán)8在接觸時(shí)所產(chǎn)生的沖擊。
而且，在接著的STEP6，當(dāng)作為從上述的過(guò)程1向過(guò)程2轉(zhuǎn)換的條件的Esc_wv(m)＞X_SCCNT成立時(shí)，即，聯(lián)軸器套筒6與同步環(huán)8間的接觸被檢測(cè)出時(shí)，進(jìn)入STEP7。在STEP7，當(dāng)作為從上述的過(guò)程2向過(guò)程3轉(zhuǎn)換的條件ΔEsc_wv(m)＞X_SCDONE成立時(shí)，即，在聯(lián)軸器套筒6與同步環(huán)8的旋轉(zhuǎn)相同步，而且聯(lián)軸器套筒6又通過(guò)同步環(huán)8，并與被同步齒輪7卡合時(shí)，分支到STEP30。
另一方面，在STEP7，當(dāng)ΔEsc_wv(m)＞X_SCDONE不成立時(shí)，則進(jìn)入STEP8，屈服參量計(jì)算部41實(shí)行根據(jù)上述的電流反饋而決定的屈服參量VPOLE的計(jì)算處理。而且，電壓決定部24使用這樣計(jì)算出的屈服參量VPOLE，通過(guò)滑動(dòng)模態(tài)控制器40對(duì)供給電動(dòng)機(jī)10的外加電壓Vin進(jìn)行計(jì)算，并將該外加電壓Vin供給電動(dòng)機(jī)10。
這樣，在過(guò)程2中，通過(guò)電動(dòng)機(jī)10的電樞電流Im的電流反饋處理，電動(dòng)機(jī)10的電樞電流Im被維持于目標(biāo)電流值Im_cmd，電動(dòng)機(jī)10的輸出扭矩被控制為一定，從而可以使得聯(lián)軸器套筒6對(duì)同步環(huán)8施加的推壓力穩(wěn)定化。
而且，由此，可以防止聯(lián)軸器套筒6被多余的力推壓到同步環(huán)8上，以至損壞同步機(jī)構(gòu)2的問(wèn)題。
另外，在過(guò)程3中，在STEP30，通過(guò)屈服參量計(jì)算部41，將屈服參量VPOLE設(shè)定為一定值(X_VPOLE_END)。而且，電壓決定部24使用該屈服參量(VPOLE＝X_VPOLE_END)，通過(guò)滑動(dòng)模態(tài)控制器40對(duì)電動(dòng)機(jī)10的外加電壓Vin進(jìn)行計(jì)算，并將該外加電壓Vin供給電動(dòng)機(jī)10，以結(jié)束換擋處理。
由此，在聯(lián)軸器套筒6與被同步齒輪7卡合結(jié)束之后，也可以防止聯(lián)軸器套筒6被多余的力推壓到被同步齒輪7上，以至損壞同步機(jī)構(gòu)2的問(wèn)題。
另外，在本實(shí)施例中，如圖1所示，雖然是以將聯(lián)軸器套筒6設(shè)置在輸入軸5一側(cè)，并使被同步齒輪7與驅(qū)動(dòng)軸連結(jié)的構(gòu)成的同步機(jī)構(gòu)2作為對(duì)象，但是，也可以將本發(fā)明適用在將聯(lián)軸器套筒設(shè)置在輸出軸一側(cè)，并將被同步齒輪與輸入軸連結(jié)的同步機(jī)構(gòu)上。
另外，在本實(shí)施例中，雖然電壓決定部24使用了具有考慮到干擾等影響的適應(yīng)則輸入的適應(yīng)滑動(dòng)模態(tài)，但是，也可以使用省略該適應(yīng)則輸入的一般的滑動(dòng)模態(tài)控制，另外，還可以使用反向步進(jìn)式控制等的其它種的響應(yīng)指定式控制。另外，雖然電壓決定部24使用滑動(dòng)模態(tài)控制，進(jìn)行了電流反饋處理，但是，對(duì)于不使用滑動(dòng)模態(tài)控制來(lái)進(jìn)行電流反饋處理的情況也可以得到本發(fā)明的效果。
另外，在本實(shí)施例中，實(shí)際位置把握部21雖然是基于圖3所示的模型，把握聯(lián)軸器套筒6的實(shí)際位置Psc，但是，也可以通過(guò)設(shè)置位置傳感器，根據(jù)該位置傳感器的位置檢測(cè)信號(hào)與電動(dòng)機(jī)10及聯(lián)軸器套筒6之間的杠桿比等，直接地把握聯(lián)軸器套筒6的實(shí)際位置Psc。
另外，在本實(shí)施例中，雖然列舉了將本發(fā)明適用在汽車的變速器所具有的同步機(jī)構(gòu)2上的例子，但是，本發(fā)明的適用對(duì)象并不僅限于此。例如，圖14就是應(yīng)用本發(fā)明的一例，將通過(guò)立銑刀81對(duì)工件80施行打孔加工的工作機(jī)械，以立銑刀81一側(cè)作為慣性類物體，以工件80一側(cè)作為彈性類物體而進(jìn)行模型化。而且，立銑刀81通過(guò)夾具82被安裝在上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)83上。
如圖14所示，與對(duì)上述的同步機(jī)構(gòu)2進(jìn)行控制的情況一樣，施行打孔加工的過(guò)程也可以分成以下3個(gè)過(guò)程。
·過(guò)程1一直到立銑刀81接觸工件80之前，使立銑刀81的前端在短時(shí)間內(nèi)到達(dá)工件80，并且，抑制立銑刀81與工件80接觸時(shí)的沖擊。
·過(guò)程2在邊將一定的推壓力Fc施加到立銑刀81上，邊切割工件80。
·過(guò)程3由于工件80的打孔一旦結(jié)束，從工件80所產(chǎn)生的阻力即消失，立銑刀81將會(huì)急劇地下降，因此，停止立銑刀81的下降，以防止夾具82沖撞工件80。
而且，通過(guò)將立銑刀81的實(shí)際位置Py置換到圖2所示的同步機(jī)構(gòu)2中的聯(lián)軸器套筒6的實(shí)際位置Psc，并對(duì)過(guò)程1中的屈服參量VPOLE的變更位置(Py_vp，相當(dāng)于同步機(jī)構(gòu)2的控制中的Psc_vp)、與工件80的待機(jī)位置(Py_def，相當(dāng)于同步機(jī)構(gòu)2的控制中的Psc_def)等進(jìn)行設(shè)定，且控制上下移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)83的動(dòng)作，以此可以縮短打孔時(shí)間，并且還可以緩和立銑刀81與工件80在接觸時(shí)所產(chǎn)生的沖擊，而且，又可以防止在切削時(shí)多余的推壓力施加到工件80上。
另外，在本實(shí)施例中，雖然例舉了作為本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)而使用電動(dòng)機(jī)10的例子，但是，本發(fā)明也可以適用在使用其它種類的電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、或者空氣壓或油壓驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的場(chǎng)合。
權(quán)利要求
1.一種接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，對(duì)包括在1軸方向上移動(dòng)自如地設(shè)置的接觸體、與該接觸體連結(jié)并使該接觸體移動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、以及當(dāng)該接觸體移動(dòng)到規(guī)定位置時(shí)與該接觸體接觸的被接觸體的接觸機(jī)構(gòu)的動(dòng)作進(jìn)行控制，并實(shí)行下述接觸過(guò)程，即，通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、使所述接觸體從所述接觸體與所述被接觸體具有間隔的相對(duì)向的狀態(tài)開(kāi)始移動(dòng)，并使之接觸于所述被接觸體，其特征在于，具有目標(biāo)位置設(shè)定機(jī)構(gòu)，其設(shè)定所述接觸過(guò)程中的所述接觸體的目標(biāo)位置，實(shí)際位置把握機(jī)構(gòu)，其把握所述接觸體的實(shí)際位置，以及操作量決定機(jī)構(gòu)，其為了使所述接觸體的實(shí)際位置與目標(biāo)位置相一致，而使用可對(duì)所述接觸體的目標(biāo)位置與實(shí)際位置之間的偏差的衰減行為與衰減速度進(jìn)行可變的、指定可能的響應(yīng)指定式控制，并至少將該偏差作為第1狀態(tài)量，來(lái)決定驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的第1操作量，以使得該第1狀態(tài)量收斂在、通過(guò)以該第1狀態(tài)量為變量的第1線性函數(shù)而規(guī)定的第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上的平衡點(diǎn)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，對(duì)應(yīng)于第1卡合部件的實(shí)際位置來(lái)設(shè)定所述第1線性函數(shù)的運(yùn)算系數(shù)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述接觸過(guò)程中，當(dāng)所述第1卡合部件移動(dòng)到所述第1卡合部件與所述同步部件之間的距離處于規(guī)定距離以下的位置時(shí)，將所述運(yùn)算系數(shù)設(shè)定在對(duì)干擾的抑制能力于較低的方向上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述接觸機(jī)構(gòu)為對(duì)動(dòng)力的傳送/斷開(kāi)進(jìn)行轉(zhuǎn)換的同步機(jī)構(gòu)；所述接觸體為第1卡合部件，其連結(jié)于與驅(qū)動(dòng)源連結(jié)的輸入軸或者與驅(qū)動(dòng)軸連結(jié)的輸出軸；所述被接觸體為同步部件，其在該第1卡合部件與連結(jié)在該輸入軸與該輸出軸當(dāng)中未連結(jié)該第1卡合部件的一側(cè)的軸上的第2卡合部件之間，相對(duì)于該第1卡合部件及第2卡合部件而轉(zhuǎn)動(dòng)自如且在所述1軸方向上移動(dòng)自如地被設(shè)置，而且當(dāng)該第1卡合部件移動(dòng)到規(guī)定位置時(shí)與該第1卡合部件接觸，并在所述輸入軸旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，使該第1卡合部件與第2卡合部件的轉(zhuǎn)速同步，且可以將該第1卡合部件與第2卡合部件卡合；所述接觸過(guò)程，由第1過(guò)程及第2過(guò)程構(gòu)成，其中，第1過(guò)程為通過(guò)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使所述第1卡合部件朝向所述第2卡合部件移動(dòng)，并使所述第1卡合部件接觸所述同步部件；第2過(guò)程為繼該第1過(guò)程之后，通過(guò)利用所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)將所述第1卡合部件推壓到所述同步部件，并經(jīng)由所述同步部件而使所述第1卡合部件與所述第2卡合部件的轉(zhuǎn)速同步，且使所述第1卡合部件與所述第2卡合部件卡合。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述第1過(guò)程中，當(dāng)相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度增大到第1規(guī)定水準(zhǔn)以上時(shí)，開(kāi)始進(jìn)行與所述第2過(guò)程相對(duì)應(yīng)的處理。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，具有推壓力把握機(jī)構(gòu)，其把握由所述第1卡合部件對(duì)所述同步部件的推壓力；所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述第2過(guò)程中，對(duì)所述第1線性函數(shù)的運(yùn)算系數(shù)進(jìn)行設(shè)定，以使得由所述推壓力把握機(jī)構(gòu)把握的推壓力與規(guī)定的目標(biāo)推壓力相一致。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，決定所述操作量，以使得在所述第2過(guò)程中，當(dāng)相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度減少到第2規(guī)定水準(zhǔn)以上時(shí)，使所述第1卡合部件停止移動(dòng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述第2過(guò)程中，當(dāng)相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度減少到所述第2規(guī)定水準(zhǔn)以上時(shí)，將所述運(yùn)算系數(shù)設(shè)定在對(duì)干擾的抑制能力于較高的方向上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，根據(jù)對(duì)所述第1卡合部件的實(shí)際位置與目標(biāo)位置之間的偏差的時(shí)序數(shù)據(jù)、施行使用小波轉(zhuǎn)換的濾除的變換值，來(lái)把握相對(duì)于所述目標(biāo)位置的所述第1卡合部件的實(shí)際位置的背離度。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，在所述第2過(guò)程中，為了使通過(guò)所述推壓力把握機(jī)構(gòu)而把握的推壓力與所述目標(biāo)推壓力相一致，使用可對(duì)所述目標(biāo)推壓力與由所述推壓力把握機(jī)構(gòu)而把握的推壓力之間的偏差的衰減行為與衰減速度進(jìn)行可變的、指定可能的響應(yīng)指定式控制，至少將該偏差作為第2狀態(tài)量而將所述運(yùn)算系數(shù)作為第2操作量，決定所述運(yùn)算系數(shù)，以使得該第2狀態(tài)量收斂在、通過(guò)以該第2狀態(tài)量為變量的第2線性函數(shù)而被規(guī)定的第2轉(zhuǎn)換函數(shù)上的平衡點(diǎn)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)為其輸出對(duì)應(yīng)于所供給的電流的大小而發(fā)生變化的電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；所述第1操作量為供給該電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的供給電壓；所述推壓力把握機(jī)構(gòu)，對(duì)供給該電驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的供給電流進(jìn)行檢測(cè)并基于檢測(cè)出的該供給電流的大小、來(lái)把握由所述第1卡合部件對(duì)所述同步部件的推壓力。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，使用適應(yīng)滑動(dòng)模態(tài)控制作為根據(jù)所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的響應(yīng)指定式控制。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，通過(guò)使用所述第1線性函數(shù)的值而計(jì)算出的等效控制輸入與到達(dá)則輸入以及適應(yīng)則輸入的和，來(lái)計(jì)算所述第1操作量，并將該到達(dá)則輸入的增益與該適應(yīng)則輸入的增益、作為滿足使所述第1狀態(tài)量收斂在所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上的穩(wěn)定條件的值。
14.根據(jù)權(quán)利要求10所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，使用對(duì)應(yīng)于所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的積分值計(jì)算出的控制輸入的結(jié)果，作為根據(jù)所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的響應(yīng)指定式控制。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，其特征在于，所述操作量決定機(jī)構(gòu)，通過(guò)使用所述第1線性函數(shù)的值而計(jì)算出的等效控制輸入與所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的比例項(xiàng)以及所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的積分項(xiàng)的和，來(lái)計(jì)算所述第1操作量，并將所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的比例項(xiàng)的增益與所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)的積分項(xiàng)的增益、作為滿足使所述第1狀態(tài)量收斂在所述第1轉(zhuǎn)換函數(shù)上的穩(wěn)定條件的值。
全文摘要
一種接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，將轉(zhuǎn)動(dòng)自如地與輸入軸一體設(shè)置的聯(lián)軸器套筒、朝向設(shè)置在該聯(lián)軸器套筒與被同步齒輪之間的同步環(huán)上推壓，使該聯(lián)軸器套筒與該被同步齒輪的轉(zhuǎn)速同步，并將使得兩者卡合的同步機(jī)構(gòu)作為慣性類物體與彈性類物體的沖撞機(jī)構(gòu)進(jìn)行模型化。而且，使將聯(lián)軸器套筒的實(shí)際位置(Psc，圖中d)與目標(biāo)位置(sc_cmd，圖中e)間的偏差作為狀態(tài)變量的滑動(dòng)模態(tài)控制用的轉(zhuǎn)換函數(shù)的運(yùn)算系數(shù)(VPOLE，圖中f)、對(duì)應(yīng)于聯(lián)軸器套筒的實(shí)際位置(Psc)發(fā)生變化，以改變對(duì)所述模型的干擾的抑制能力。這種接觸機(jī)構(gòu)的控制裝置，是用低成本解決通過(guò)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)在使接觸體移動(dòng)且接觸到被接觸體時(shí)所產(chǎn)生的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G05B13/00GK1517578SQ200310113128
公開(kāi)日2004年8月4日 申請(qǐng)日期2003年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2002年12月26日
發(fā)明者安井裕司, 下城孝名子, 島袋榮二郎, 二郎, 名子 申請(qǐng)人:本田技研工業(yè)株式會(huì)社