JPH01237706A - サーボ制御の異常検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は制御対象の位置制御を行うサーボ制御装置に係
り、特に目標値と制御量との偏差を定数倍して制御対象
の速度指令として利用するサーボ制御装置に好適な異常
動作検出装置に関する。

〔従来の技術〕

従来位置制御を行うサーボ制御装置においては、サーボ
系の回路の故障による異常動作を防止するため、目標値
と制御量の偏差をとり、この偏差が一定の限界値以上に
なった時に異常信号を発生し。

サーボ系を停止させるといった方式がとられてきた。

第２図は、従来よりのサーボ制御装置異常検出方式につ
いて示したものであり、以下この動作について説明する
。

まず、１の目標値発生器より位置指令が送出され、これ
と２の減算器において６の位置検出器より送出される現
在位置との差をとり位置偏差とする。７！Ａにこの位置
偏差に３の増幅器において位置ループゲインＧを乗じて
速度指令を作る。速度指令は４の速度制御器の入力とな
り、５の制御対象が制御される２以上の様なフィールド
バック制御系において、２の出力である位置偏差を、そ
の位置偏差が正常動作状態でとり得る最大値である異常
偏差限界値と、７の比較器で比較して位置偏差の方が大
きくなった時に異常検出信号を送出するものである。

第３図は第２図をブロック図にしたもので、Ｘｒは位置
指令値、ｅは位置指令値と現在位置との偏差、ｖｉは速
度指令、ｖＯは制御対象の速度。

ｘＯは制御対象の現在位置である。また、ｆは、速度制
御系の応答を表わす関数である。

いま、制御対象の動作最高速度をＶとした場合、速度指
令をＶとするために位置偏差は ｅ　＝　Ｖ　／　Ｇ　　　　　　　　　・・・・・・・
・・（１）でなくてはならず、従って異常偏差限界値も
最低（１）の値は必要となる。ここで、速度制御系の応
答は位置制御系よりも十分速いものとして、ｆは無視し
ている。

なおサーボ異常検出装置としては特開昭５９−１８６０
０１号や実公昭５１−１５０３４号公報に示しであるも
のが公知である。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、サーボ制御装置では、目標値の変化に応じて目
標値と制御量の間に偏差が発生するため、上記従来技術
を用いる場合には正常動作で発生し得る偏差の最大値を
異常偏差検出の限界値とする必要があった。特に、目標
値と制御量の偏差の定数倍を速度指令として与える様な
制御装置においては、制御対象を定速で動かす場合、そ
のための一定の速度指令を発生させる必要上、一定の位
置偏差ができ、この偏差は必ずしも小さな値ではない。

このように、目標値と制御量の偏差を監視するという方
式によるサーボ制御装置の異常検出は。

容易に実現できる反面、異常発生時には異常動作による
位置偏差がある程度以上まで大きくならないと検出でき
ず、事故回避処置が遅れることになる。

本発明の目的は、容易な手段によって上記異常偏差検出
の限界値を小さくし、異常検出時間を短縮することにあ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、異常検出を行う偏差量として、制御対象の
現在位置と、一定時間だけ前の位置指令値との差を用い
ることにより達成される。ここでの時間差は１位置指令
と現在位置との偏差に乗じて速度指令を作成するところ
の５位置ループゲインの逆数である。

〔作用〕

この時間差だけ前の位置指令と現在位置とを比較するこ
とで、速度を発生するために必要な定常偏差を補正する
という効果が生じる。従って定常偏差を除いた位置偏差
を取り出すことができ、これを監視することによってサ
ーボ系の異常動作を検出することができる。

〔実施例〕

以下１本発明の実施例および作用を、図を用いて説明す
る。

第１図は、本発明の異常検出方法を示すものである。こ
れは制御系に関しては第２図と同じであるが、異常検出
方式は以下の様になっている。

まず、位置検出器６より出力された現在位置と、ｔ　ｏ
　、＝　Ｉ　／　Ｏの遅れ時間を持つ遅れ発生器８を通
った位置指令、すなわち、ｔｏだけ前の位置指令とが９
の減算器に入力される。そしてそれぞれの差である遅れ
位置偏差が７の比較器に入る。７の比較器は第２図と同
様の働きをして、遅れ位置偏差が異常偏差限界値よりも
大きくなった時に異常検出信号を発生する。

以上説明した第１２図の方式について、遅れ位置偏差の
大きさが第２図の偏差より小さくなることを以下に説明
する。

まず、第１例として、制御対象を定速度Ｖで動かす場合
、現在位置ｘｏは、偏差がＶ／Ｇであることから、 ｘｏ＝ｘ　ｒ−Ｖ／Ｇ　　　　　　−−・＝　（２）で
ある、また、ｔｏ前の位置指令は、 ｘｒ　（−ｔｏ）＝ｘｒ−Ｖｔ。

＝　ｘ　ｒ　−Ｖ　／　Ｇ　　・・・・・・（３）とな
り、（２）と（３）の差がＯであるかとは明らかである
。従って、定速度で動かす場合には、遅れ位置偏差は０
となる。

次に、第２例として、制御対象を定加速度で動かす場合
を考える。

ｚｐ＝ａｔ２　　　　　　　　　　　　・−・・・・　
（４）とした場合、ｘｏは ・・・・・・（５） となるので、偏差ｅは ｅ　　＝　　ｘ　　ｒ　　−ｘ　　。

・・・・・・（６） となる、これに対し遅れ位置偏差ｅ′は、ｅ’　＝ｘｏ
−ａ　（ｔ−ｔｏ）　２ となる。従ってｔが増加するにつれてｅの絶対値は増加
するが、ｅ′は一定値以下である。

上記の例の様に、本発明の方式を用いることにより、異
常偏差限界値を小さくすることができる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、簡単な装置により、サーボ制御装置の
異常発生を従来よりも短時間のうちに検出できるという
効果があり、異常時ロボットを素早く停止させることが
でき安全性が高まる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明の異常検出装置の実施例を示すブロッ
ク図、第２図、第３図は、従来の異常検出方式のブロッ
ク図である。 １・・・目標値発生器、　２．９・・・減算器、３・・
・増幅器、　４・・・速度制御器、５・・・制御対象、
　６・・・位置検出器、７・・・比較器、　８・・・遅
れ発生器差　１　回 ＄　２図 第　３　２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、制御対象の位置を制御する目標値発生手段と、上記
   目標値と制御対象の現在位置との差をとりそれに一定の
   ゲインを乗じて制御対象の速度指令とする手段と、上記
   速度指令に従って制御対象の速度を制御する速度制御手
   段とより成るサーボ方式において、制御対象の現在位置
   と、上記利得値より決定されるところの一定時間だけ前
   の位置目標値との差をとる手段を持ち、この差が所定の
   値以上であるときに異常信号を送出する手段を設けたこ
   とを特徴とするサーボ制御装置における異常検出方式。