JPH0192814A - Servo controller - Google Patents
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- JPH0192814A JPH0192814A JP24948687A JP24948687A JPH0192814A JP H0192814 A JPH0192814 A JP H0192814A JP 24948687 A JP24948687 A JP 24948687A JP 24948687 A JP24948687 A JP 24948687A JP H0192814 A JPH0192814 A JP H0192814A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(1)発明の目的
[産業上の利用分野]
本発明は、サーボ制御装置に関し、特にモータ装置の機
械特性および電気特性のみを用い伝達部材を介して被駆
動部材に印加された負荷からモータ装置に与えられる作
用力を補償しつつ被駆動部材が目標軌道を目標速度で追
従するようモータ装置を制御するサーボ制御装置に関す
るものである。Detailed Description of the Invention (1) Purpose of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a servo control device, and particularly relates to a servo control device that uses only the mechanical and electrical characteristics of a motor device to drive a driven member through a transmission member. The present invention relates to a servo control device that controls a motor device so that a driven member follows a target trajectory at a target speed while compensating the acting force applied to the motor device from an applied load.
[従来の技術]
従来この種のサーボ制御装置としては、モータ装置、伝
達部材および被駆動部材の全ての機械特性および電気特
性を用いて作成した特性方程式にしたがって前記モータ
装置および伝達部材を適宜に制御することにより前記被
駆動部材に目標軌道を目標速度で追従せしめるものか提
案されていた。[Prior Art] Conventionally, this type of servo control device has been designed to appropriately control the motor device and the transmission member according to a characteristic equation created using all the mechanical characteristics and electrical characteristics of the motor device, the transmission member, and the driven member. It has been proposed to control the driven member to follow a target trajectory at a target speed.
[解決すべき問題点]
しかしながら従来のサーボ制御装置では、モータ装置、
伝達部材および被駆動部材の全ての機械特性および電気
特性を考慮する必要かあったのて、(i)考慮すべき変
数か多く、ひいては小型化てきず制御動作を高速化でき
ない欠点かあり、また(ii)設計に多大の労力および
時間を必要とする欠点かあり、しかも(iii)モータ
装賃、伝達部材および被駆動部材が異なるごとに設計を
反復する必要があフて共通化できず汎用性に欠ける欠点
もあった。[Problems to be solved] However, in conventional servo control devices, motor devices,
Since it is necessary to consider all the mechanical and electrical properties of the transmission member and the driven member, (i) there are many variables to consider, which may result in the disadvantage of miniaturization and the inability to speed up the control operation; (ii) It requires a lot of effort and time to design, and (iii) It is necessary to repeat the design for each different motor component, transmission member, and driven member, making it impossible to standardize it for general use. There was also a flaw in her lack of sex.
また従来のサーボ制御装置では、モータ装置。Also, in conventional servo control devices, motor devices.
伝達部材および被駆動部材の全ての機械特性および電気
特性を完全に把握することまては実際上不可能てあった
ので、利得の高いフィードバック制御に依存せざるを得
す、結果的に被駆動部材を所望の目標軌道にそって所望
の目標速度で追従せしめることか困難となる欠点があっ
た。Since it has been practically impossible to completely understand all the mechanical and electrical properties of the transmission and driven components, we have had to rely on high-gain feedback control, resulting in There is a drawback that it is difficult to make the member follow a desired target trajectory at a desired target speed.
そこで本発明は、これらの欠点を除去し、被駆動部材に
印加された負荷から伝達部材を介してモータ装置に与え
られる作用力をモータ装置の機械特性および電気特性の
みを用いて補償しつつ被駆動部材が目標軌道を目標速度
で追従するようモータ装置を制御するサーボ制御装置を
提供せんとするものである。Therefore, the present invention eliminates these drawbacks and compensates for the acting force applied to the motor device from the load applied to the driven member via the transmission member using only the mechanical and electrical characteristics of the motor device. It is an object of the present invention to provide a servo control device that controls a motor device so that a drive member follows a target trajectory at a target speed.
(2)発明の構成
[問題点の解決手段]
本発明により提供される問題点の解決手段は、[伝達部
材を介して被駆動部材に連結されたモータ装置を前記被
駆動部材か目標軌道を目標速度で追従するように制御す
るサーボ制御装置において、
(a)前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
加速度を設定し、
前記目標位置、目標速度および目
標加速度を用いて目標値を作成す
る目標設定回路と、
(b)前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
されており、前記
目標値に応じて前記モータ装置の
規範位置および規範速度を決定す
る規範動作回路と、
(c)前記モータ装置の実位置および規範位置から位置
偏差を作成し、か
つ前記モータ装置の実速度および
規範速度から速度偏差を作成する
偏差発生回路と、
(d)前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
れており、前記位
置偏差および速度偏差に応じて前
記モータ装置に印加される作用力
に対する推定補償値を作成する推
定補償回路と、
(e)前記偏差発生回路の出力端と前記推定補償回路の
出力端との間に挿
入されており、前記位置偏差およ
び速度偏差と前記モータ装置のパ
ラメータ、パラメータの誤差およ
び前記推定補償値と作用力との間
の誤差とに応じて前記作用力に対
する誤差補償値を作成し前記推定
補償回路に対して与えて推定補償
値を修正せしめる誤差補償回路
と、
(f)前記モータ装置の実位置および
実速度から前記規範動作回路て決
定された規範位置および規範速度
に対するフィードバック補償値を
作成するフィードバック補償回路
と、
(g)前記目標設定回路、推定補償回
路、誤差補償回路およびフィード
バック補償回路の出力端に対し入
力端が接続されかつ出力端が前記
モータ装置の制御入力端に接続さ
れており、前記目標値と推定補償
値と誤差補償値とフィードバック
補償値とから前記モータ装置に対
する制御電圧を作成する制御電圧
発生回路と
を備えてなることを特徴とするサーボ制御装置」
である。(2) Structure of the invention [Means for solving the problem] The means for solving the problem provided by the present invention is as follows: In a servo control device that performs control to follow at a target speed, (a) setting a target position, target speed, and target acceleration of the motor device, and creating a target value using the target position, target speed, and target acceleration; a target setting circuit; (b) a standard operation circuit whose input end is connected to the output end of the target setting circuit and determines a standard position and standard speed of the motor device according to the target value; c) a deviation generation circuit that creates a position deviation from the actual position and reference position of the motor device, and a speed deviation from the actual speed and reference speed of the motor device; (d) an output terminal of the deviation generation circuit; (e) an estimation compensation circuit to which an input terminal is connected and which creates an estimated compensation value for the acting force applied to the motor device according to the position deviation and speed deviation; (e) an output terminal of the deviation generation circuit; is inserted between the output end of the estimated compensation circuit, and is inserted between the position deviation and the speed deviation, the parameters of the motor device, the error in the parameters, and the error between the estimated compensation value and the acting force. an error compensation circuit that creates an error compensation value for the acting force and supplies it to the estimated compensation circuit to correct the estimated compensation value; (f) an error compensation circuit that is determined by the reference operation circuit from the actual position and actual speed of the motor device a feedback compensation circuit that creates feedback compensation values for the reference position and reference speed; A control voltage generating circuit connected to a control input terminal of the motor device and generating a control voltage for the motor device from the target value, the estimated compensation value, the error compensation value, and the feedback compensation value. This is a servo control device with special features.
[作用]
本発明にかかるサーボ制御装はは、目標設定回路により
モータ装置の目標位置、目標速度および目標加速度に応
じて目標値を作成し、その目標値に応じて規範動作回路
によりモータ装置の規範位置ふよび規範速度を決定し、
偏差発生回路により前記モータ装置の実位置および規範
位置から位置偏差を作成しかつ前記モータ装この実速度
および □規範速度から速度偏差を作成し、推定補
償回路に ・より前記位置偏差および速度偏差に応
じて前記 1モータ装置に印加される作用力に対す
る推定補償値を作成し、誤差補償回路により前記位置偏
差お 1よび速度偏差と前記モータ装置のパラメー
タ、パラメータの誤差および前記推定補償値と作用力と
の間の誤差とに応じて前記作用力に対する誤差補償値を
作成し前記推定補償値回路に対して与えて ノ推定
補償値を修正せしめ、フィードバック補償回路により前
記モ゛−タ装置の実位置および実速度から前記規範動作
回路て決定された規範位置および規範速度に対するフィ
ードバック補償値を作成し、制御電圧発生手段により前
記目標値と推定補償値と誤差補償値とフィードバック補
償値とから前記モータ装置に対する制御電圧を作成する
作用をなしており、ひいては(i)伝達部材および被駆
動部材の機械特性および電気特性を全く考慮することな
くモータ装置の機械特性およびTL電気特性みを用いて
前記作用力を補償しつつ前記モータ装置を制御するのみ
で被駆動部材の制御を達成する作用をなし、結果的に(
ii)小型化および制御動作の高速化を実現する作用を
なし、また(iii)設計を共通化ないし簡潔化する作
用をなし、併せて(iv)汎用化を達成する作用もなす
。[Function] The servo control device according to the present invention creates a target value according to the target position, target speed, and target acceleration of the motor device using the target setting circuit, and controls the motor device using the reference operation circuit according to the target value. Determine the reference position and speed,
A deviation generation circuit generates a position deviation from the actual position and reference position of the motor device, and a speed deviation is generated from the actual speed and reference speed of the motor device, and an estimation compensation circuit calculates the position deviation and speed deviation. Accordingly, an estimated compensation value for the acting force applied to the motor device is created, and an error compensation circuit calculates the position deviation, the speed deviation, the parameter of the motor device, the parameter error, the estimated compensation value, and the acting force. An error compensation value for the acting force is created according to the error between and a feedback compensation value for the reference position and reference speed determined by the reference operation circuit from the actual speed, and the control voltage generating means generates a feedback compensation value for the motor device from the target value, estimated compensation value, error compensation value, and feedback compensation value. (i) The said acting force is created using only the mechanical properties and TL electrical properties of the motor device without considering the mechanical properties and electrical properties of the transmission member and the driven member at all. It is possible to control the driven member only by controlling the motor device while compensating for (
ii) It serves to realize miniaturization and high speed control operations, (iii) it serves to standardize or simplify the design, and (iv) it also serves to achieve generalization.
[実施例]
次に本発明について、添付図面を参照しつつ実窺例を挙
げ具体的に説明する。[Example] Next, the present invention will be specifically described by giving an actual example with reference to the accompanying drawings.
第1図は、本発明にかかるサーボ制御装置の−実施例を
示す回路図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a servo control device according to the present invention.
まず本発明にかかるサーボ制御装置の一実施例について
、その構成を詳細に説明する。以下の説明では説明を簡
潔とするために、位置、速度および加速度が、それぞれ
回転位置2回転速度および回転加速度についてのみ説明
されているが、本発明は、これらに限定されるものでは
なく、一般の位置、速度および加速度について適用でき
る。First, the configuration of an embodiment of the servo control device according to the present invention will be described in detail. In the following description, in order to simplify the explanation, position, velocity, and acceleration are only explained with respect to rotational position 2 rotational speed and rotational acceleration, respectively, but the present invention is not limited thereto, and is generally applicable to Applicable to position, velocity, and acceleration.
艮はモータ装置並の制御入力端20aに対して出力端が
接続された本発明のサーボ制御装置で、ギアなどの伝達
部材(図示せず)を介してモータ装置赳の出力軸に連結
された多関節ロボットアームなどの被駆動部材(図示せ
ず)の目標軌道および目標速度に対応したモータ葺置並
の目標動作を指令するための目標値τdを発生する目標
設定回路用と、目標設定回路用の出力端に接続されてお
りモータ装置並の規範動作を決定する規範動作回路並と
、モータ装置並の検出端20b、20cに接続されてお
りモータ装置並の実位置(ここでは実回転位置0)およ
び実速度(ここでは実回転速度θ)から規範動作回路並
で決定された規範動作すなわち規範位置(ここては規範
回転位置θ1)および規範速度(ここでは規範回転速度
θ、)に対するフィードバック補償値?。を発生するフ
ィードバック補償回路廷と、モータ装置刈の検出端20
b。The servo control device of the present invention has an output end connected to a control input end 20a similar to a motor device, and is connected to an output shaft of the motor device via a transmission member (not shown) such as a gear. A target setting circuit for generating a target value τd for commanding a target operation similar to that of a motor roof corresponding to the target trajectory and target speed of a driven member (not shown) such as an articulated robot arm; and a target setting circuit. It is connected to the output terminal of the motor device, and is connected to the standard operation circuit that determines the standard operation similar to that of a motor device, and is connected to the detection terminals 20b and 20c that are similar to the motor device, and is connected to the actual position similar to that of the motor device (in this case, the actual rotational position). 0) and the actual speed (here, the actual rotational speed θ), the reference operation is determined using the standard operation circuit, that is, the reference position (here, the reference rotational position θ1) and the reference speed (here, the reference rotational speed θ,) is feedback. Compensation value? . a feedback compensation circuit that generates a signal and a detection end 20 of the motor device
b.
20cと規範動作回路凹の出力端とに接続されており回
転位置偏差eおよび回転速度偏差eを発生する偏差発生
回路Uと、偏差発生回路朋の出力端に接続されており作
用力fに対する推定補償値iを発生する推定補償回路U
と、目標設定回路凹の出力端とフィードバック補償回路
利の出力端と推定補償回路Uの出力端とに対し入力端が
接続されかつ出力端がモータ装置zoの制御入力端20
aに接続されており目標値でdとフィードバック補償値
10と推定補償値iと誤差補償値?eから制御電圧Uを
発生する制御電圧発生回路靭と、偏差発生回路並の出力
端と推定補償回路基の入力端および制御電圧発生回路観
の入力端との間に挿入されておりモータ装置並の実動作
と規範動作との間の誤差を補償するために作用力fに対
する誤差補償値18を発生し推定補償回路Uに対し推定
補償値iを修正せしめかつ制御電圧発生回路観に対し制
御電圧Uを修正せしめる誤差補償回路並とを包有してい
る。20c and the output end of the standard operation circuit concave, which generates the rotational position deviation e and the rotational speed deviation e; and the deviation generation circuit U, which is connected to the output end of the deviation generation circuit U and generates an estimate of the acting force f. Estimated compensation circuit U that generates compensation value i
and an input terminal is connected to the output terminal of the target setting circuit concave, the output terminal of the feedback compensation circuit U, and the output terminal of the estimation compensation circuit U, and the output terminal is connected to the control input terminal 20 of the motor device zo.
It is connected to a, and the target value is d, the feedback compensation value 10, the estimated compensation value i, and the error compensation value? It is inserted between the control voltage generation circuit that generates the control voltage U from e, the output terminal of the deviation generation circuit, the input terminal of the estimation compensation circuit board, and the input terminal of the control voltage generation circuit, and is similar to the motor device. In order to compensate for the error between the actual operation and the reference operation, an error compensation value 18 is generated for the acting force f, and the estimated compensation circuit U is made to correct the estimated compensation value i, and the control voltage is It includes an error compensation circuit for correcting U.
モータ装置並は、一般にその実特性関数すなわち実動特
性方程式がパラメータすなわち作用力f、実回転速度θ
、実回転加速度i、実回転位置θ、逆起電力定aaおよ
び伝達特性c8を用いてθ =−aθ+c”u+f
と表現できる。このためモータ装置並は、サーボ制御装
置すの出力端に入力端(すなわち制御入力端20a)が
接続されておりサーボ制御装M刊から与えられた制御電
圧Uを01倍しc”uとして出力する入力利得c1の増
幅器21と、増幅器21の出力端に対し十入力端が接続
されてc”uが与えられかつ他の十入力端が被駆動部材
に対し接続されて作用力fが与えられており出力端から
実回転加速度iを出力する加算器22と、加算器22の
出力端に対し入力端が接続されおり実回転加速度iに対
して演算子S−′を演算(すなわち実回転加速度itt
積分)して実回転速度θを出力する積分器23と、積分
器23の出力端に対し入力端が接続されており実回転速
度θに対して演算子s−1を演算(すなわち実回転速度
θを積分)して実回転位置θを出力する他の積分器24
と、積分器23の出力端に対し入力端が接続され実回転
速度みに対して演算子aを演算(すなわち実回転速度θ
をa倍)してaδを出力し加算器22の一入力端に与え
る増幅器25とによって表現されている。ここでモータ
装d並では、実回転位置θの時間的変化(すなわち実回
転速度θ)および実回転速度θの時間的変化(すなわち
実回転加速度i)に比し制御電圧Uに対する増幅器21
の伝達特性(すなわち入力利得) c ′″の時間的変
化が大きいため、その伝達特性c1が一定とみなされて
いる。また逆起電力定数aおよび伝達特性C″は、実回
転加速度iの係数を1とするためにモータ装置並の慣性
能率によって除された値である。For motor devices, the actual characteristic function, ie, the actual dynamic characteristic equation, is generally defined by the parameters, ie, the acting force f and the actual rotational speed θ.
, the actual rotational acceleration i, the actual rotational position θ, the constant back electromotive force aa, and the transfer characteristic c8 can be expressed as θ = -aθ+c”u+f.For this reason, in a motor device or similar, the input terminal is connected to the output terminal of the servo control device. (that is, the control input terminal 20a) is connected to the amplifier 21 with an input gain c1 which multiplies the control voltage U given from the servo control device M by 01 and outputs it as c"u, and the output terminal of the amplifier 21 has a an adder 22 to which an input terminal is connected to receive c''u, another ten input terminals are connected to a driven member to apply acting force f, and outputs actual rotational acceleration i from an output terminal; The input terminal is connected to the output terminal of the adder 22, and the operator S-' is calculated for the actual rotational acceleration i (i.e., the actual rotational acceleration itt
An integrator 23 is connected to the output end of the integrator 23, which outputs the actual rotational speed θ, and calculates the operator s-1 for the actual rotational speed θ (i.e., the actual rotational speed Another integrator 24 that integrates θ and outputs the actual rotational position θ
The input terminal is connected to the output terminal of the integrator 23, and operator a is calculated for only the actual rotational speed (i.e., the actual rotational speed θ
(multiply by a), outputs aδ, and supplies it to one input terminal of the adder 22. Here, in the case of motor equipment d, the amplifier 21 for the control voltage U is smaller than the temporal change in the actual rotational position θ (i.e., the actual rotational speed θ) and the temporal change in the actual rotational speed θ (i.e., the actual rotational acceleration i).
Since the transfer characteristic (i.e., input gain) c'' of c'' has a large change over time, its transfer characteristic c1 is considered to be constant. Also, the back electromotive force constant a and the transfer characteristic C'' are the coefficients of the actual rotational acceleration i. This is the value divided by the inertia rate equivalent to that of a motor device to make it 1.
目標設定回路耳は、第1ないし第3の出力端31a、
31b、 31cからそれぞれ被駆動部材の目標軌道お
よび目標速度に対応したモータ装N!!!の目標回転位
置θd、目標回転速度δ4および目標回転加速度idを
出力する目標設定器31と、第1の出力端3Iaに接続
されており目標回転位置θdを入8倍しλ1θ6として
出力する増幅器32と、第2の出力端31bに接続され
ており目標回転速度δ6をん2倍し入2θ6としそ出力
する増幅器33と、第3の出力端31cおよび増幅器3
2.33の出力端に対し3つの手入力端がそれぞれ接続
されており目標回転加速度idとλ8倍された目標回転
位置θd (すなわちλ1θd)とλ2倍された目標回
転速度13d (すなわちλ2δd)とを互いに加算し
て目標値でd
τd8 万、中入、θ6+入、θ6
を出力する加算器34とを包有している。ここてλ8.
入2は、モータ装置20が目標回転位置θ6゜目標回転
速度み、および目標回転加速度ddに到達するに要する
時間を決定するための係数であって、所望により適宜設
定すればよい。The target setting circuit ear includes first to third output terminals 31a,
From 31b and 31c, the motor equipment N! corresponds to the target trajectory and target speed of the driven member, respectively. ! ! a target setting device 31 that outputs a target rotational position θd, a target rotational speed δ4, and a target rotational acceleration id; and an amplifier 32 connected to the first output terminal 3Ia that multiplies the target rotational position θd by 8 and outputs it as λ1θ6. , an amplifier 33 connected to the second output terminal 31b and which doubles the target rotational speed δ6 and outputs it as input 2θ6; a third output terminal 31c and the amplifier 3;
Three manual input terminals are respectively connected to the output terminal of 2.33, and the target rotational acceleration id, the target rotational position θd multiplied by λ8 (i.e. λ1θd), the target rotational speed 13d multiplied by λ2 (i.e. λ2δd), and and an adder 34 which adds the values to each other and outputs a target value of d τd80,000, middle input, θ6+ input, θ6. Here λ8.
Input 2 is a coefficient for determining the time required for the motor device 20 to reach the target rotational position θ6°, the target rotational speed, and the target rotational acceleration dd, and may be appropriately set as desired.
規範動作回路並は、手入力端が目標設定回路用の出力端
すなわち加算器34の出力端に接続されており目標値τ
6が入力される加算器41と、加算器41の出力端に接
続されており規範回転加速度i。In the standard operation circuit, the manual input terminal is connected to the output terminal for the target setting circuit, that is, the output terminal of the adder 34, and the target value τ
6 is input to the adder 41, and the output terminal of the adder 41 is connected to the reference rotational acceleration i.
に対して演算子s−1を演算(すなわち規範回転加速度
i、を積分)して規範回転速度σ、を出力する積分器4
2と、積分器42の出力端と加算器41の一入力端との
間に挿入されており規範回転速度δ。an integrator 4 that calculates the operator s−1 (that is, integrates the standard rotational acceleration i) and outputs the standard rotational speed σ,
2 and a standard rotational speed δ, which is inserted between the output terminal of the integrator 42 and one input terminal of the adder 41.
をλ2倍しλ2δ、として加算器41に与え目標値で6
から減算せしめる増幅器43と、積分器42の出力端に
接続されており規範回転速度δ、に対して演算子S〜1
を演算(すなわち規範回転速度θ、を積分)して規範回
転位置θヨを出力する他の積分器44と、積分器44の
出力端と加算器41の他の一入力端との間に挿入されて
おり規範回転位置θ、をλ1倍しん、θ、とじて加算器
41に与え目標値で6から減算せしめる他の増幅器45
とを包有している。したがって規範動作回路便は、規範
特性関数すなわち規範動特性方程式
−a、=−λ2θ、−人、θヨ+で6
ひいては
θ、=06
二−人2 (θ1−θd)
一λ1 (θ、−〇−)
を有しており、モータ装置並の規範動作すなわち所望の
動作特性を決定づけている。is multiplied by λ2 and given to the adder 41 as λ2δ, and the target value is 6
The amplifier 43 is connected to the output terminal of the integrator 42 and the operator S~1 is connected to the output terminal of the integrator 42 to subtract the value from
(i.e., integrates the standard rotational speed θ) and outputs the standard rotational position θ, and is inserted between the output terminal of the integrator 44 and the other input terminal of the adder 41. The other amplifier 45 multiplies the standard rotational position θ by λ1 and gives it to the adder 41, which subtracts the target value from 6.
It encompasses. Therefore, the standard operation circuit is the standard characteristic function, that is, the standard dynamic characteristic equation -a, = -λ2θ, - person, θ yo + 6. Therefore, θ, = 06 2 - person 2 (θ1 - θd) - λ1 (θ, - 〇-), which determines the standard operation similar to that of a motor device, that is, the desired operation characteristics.
フィードバック補償回路並は、モータ装置並の検出端2
0bに接続されてあり実回転位置θをλ。The feedback compensation circuit is similar to the detection terminal 2 of a motor device.
0b, and the actual rotational position θ is λ.
倍しλ1θとして出力する増幅器51と、モータ装置赳
の他の検出端20cに接続されており実回転速力する他
の増幅器52と、増幅器51.52の出力端に対してそ
れぞれ手入力端が接続されておりλ10と(入、−a)
0とを互いに加算し規範動作回路凹で決定された規範動
作すなわち規範位置(ここでは規範回転位置θ、)およ
び規範速度(ここでは規範回転位置眞)に対するフィー
ドバック補償値?。An amplifier 51 that outputs the multiplied λ1θ, another amplifier 52 connected to the other detection terminal 20c of the motor device and outputting the actual rotational speed, and a manual input terminal connected to the output terminals of the amplifiers 51 and 52, respectively. and λ10 and (in, -a)
0 to each other to obtain a feedback compensation value for the standard operation, that is, the standard position (here, the standard rotational position θ,) and the standard speed (here, the standard rotational position Ξ) determined by the standard operation circuit. .
偏差発生回路観は、モータ装置並の検出端20bに対し
手入力端が接続されかつ規範動作回路赳の積分器44の
出力端に対し一入力端が接続されており実回転位置θと
規範回転位置θ、の間の差分すなわち回転位置偏差e=
(θ−θ、)を出力する加算器61と、モータ装置並の
検出端20cに対し手入力端が接続されかつ規範動作回
路赳の積分器42の出力端に対し一入力端が接続されて
おり実回転速転速度偏差↓=(δ−δ、)を出力する他
の加算器62とを包有している。The deviation generation circuit has a manual input terminal connected to the detection terminal 20b, which is similar to a motor device, and one input terminal connected to the output terminal of the integrator 44 of the standard operation circuit. The difference between the positions θ, that is, the rotational position deviation e=
A manual input terminal is connected to an adder 61 that outputs (θ-θ,), a detection terminal 20c similar to a motor device, and one input terminal is connected to an output terminal of an integrator 42 of a standard operation circuit. It also includes another adder 62 that outputs the actual rotational speed deviation ↓=(δ−δ,).
推定補償回路憩は、偏差発生回路Uの出力端すなわち加
算器61の出力端に対し入力端が接続されており回転位
a偏差e=(θ−θ、)に対し演算子(S+ル)−1を
演算(すなわち回転位置偏差e=(θ−θ、)を積分)
して
を出力するフィルタ71と、フィルタ71の出力端に対
し入力端が接続されておりフィルタ71の出力を入1倍
し
として出力する増幅器72と、偏差発生回路並の他の出
力端すなわち加算器62の出力端に対し入力端が接続さ
れており回転速度偏差e=(θ−θ、)に対し演算子(
s + JL)−’を演算(すなわち回転速度偏差e=
(θ−θ、)を積分)してを出力する他のフィルタ73
と、フィルタ73の出力端に対し入力端か接続されてお
りフィルタ73の出力を(λ、−ル)倍し
として出力する他の増幅器74と、誤差補償回路廷の出
力端に対し入力端か接続されており作用力fに対する誤
差補償値ieに対し演算子(s+IL)−’を演算(す
なわち誤差補償値1eを積分)して
を出力するフィルタ71Aと、第1ないし第3の十入力
端かそれぞれ偏差発生回路並の他の出力端すなわち加算
器62の出力端と増幅器72.74の出力端とに接続さ
れかつ一入力端かフィルタ71Aの出力端に対して接続
されており
=(θ−θ、)
を算出して作用力fに対する推定補償値jを用いて
と表現し出力する加算器75と、加算器75の出力端に
対し入力端が接続されており加算器75の出力を演算子
(s+IL)の演算(すなわち微分)によって(f−?
)に変え出力する微分増幅器76と、微分増幅器76の
出力端に対して入力端が接続されており微分増幅器76
の出力(f−?)の符号が正のとき作用力fのaガ1の
蚊大杷刃1111 t l□ヨを出力しかつ微分増幅器
76の出力(f−?)の符号が負のとき作用力fの微分
ンの最大絶対値+ ? + 、、、に負の符号を付して
出力(このときの出力を191゜、、 Signと示す
)するリレー回路77と、リレー回路77の出力端に対
し十入力端が接続されかつ他方の十入力端が誤差補償回
路凹の他の出力端に接続されており、リレー回路77の
出力I j I waax Signと誤差補償回路双
の出力する切替値gとを互いに加算して出力する加算器
77Aと、加算器77Aの出力端に対し入力端が接続さ
れかつ偏差発生回路観の出力端すなわち加算器61の出
力端に対し他の入力端が接続されており回転位置偏差e
=(θ−θカ)が閾値5KOU以上のとき加算器77A
の出力をそのまま出力しかつ回転位置偏差e=(θ−〇
、)が閾値5KOU未満のとき加算器77Aの出力を回
転位置偏差e=(θ−θ、)に比例し調る比例飽和回路
78と、比例飽和回路78の出力端に対し入力端が接続
されており比例飽和回路78に対し演算子S−1を演算
(すなわち比例飽和回路78の出力を積分)して推定補
償値1として出力する積分器79とを包有している。The estimated compensation circuit has an input terminal connected to the output terminal of the deviation generating circuit U, that is, the output terminal of the adder 61, and calculates an operator (S+ru)- for the rotational position a deviation e=(θ-θ,). 1 (i.e., integrate the rotational position deviation e=(θ−θ,))
an amplifier 72 whose input terminal is connected to the output terminal of the filter 71 and outputs the output of the filter 71 multiplied by 1; and another output terminal similar to that of the deviation generating circuit, that is, an adder The input terminal is connected to the output terminal of the device 62, and the operator (
s + JL)-' (i.e. rotational speed deviation e=
Another filter 73 that integrates (θ−θ,) and outputs
and another amplifier 74 whose input terminal is connected to the output terminal of the filter 73 and which outputs the output of the filter 73 as (λ, -) times, and whose input terminal is connected to the output terminal of the error compensation circuit. A filter 71A is connected to the filter 71A which calculates the operator (s+IL)-' for the error compensation value ie for the acting force f (that is, integrates the error compensation value 1e) and outputs the result, and first to third ten input terminals. are connected to other output terminals of the deviation generating circuit, that is, the output terminal of the adder 62 and the output terminal of the amplifiers 72 and 74, respectively, and are connected to one input terminal or the output terminal of the filter 71A. An adder 75 calculates and outputs the estimated compensation value j for the acting force f, and the input end is connected to the output end of the adder 75, By the operation (i.e. differentiation) of operator (s+IL), (f-?
) and a differential amplifier 76 whose input terminal is connected to the output terminal of the differential amplifier 76.
When the sign of the output (f-?) of the differential amplifier 76 is positive, it outputs the mosquito loquat blade 1111 t l□yo of the acting force f, and when the sign of the output (f-?) of the differential amplifier 76 is negative Maximum absolute value of differential of acting force f + ? There is a relay circuit 77 that outputs +, , with a negative sign (the output at this time is indicated as 191°, Sign), and the output terminal of the relay circuit 77 is connected to the output terminal of the relay circuit 77, and the other terminal is An adder whose ten input terminals are connected to the other output terminal of the error compensation circuit concave, and which adds together the output I j I waax Sign of the relay circuit 77 and the switching value g output from the error compensation circuits and outputs the result. 77A, an input terminal is connected to the output terminal of the adder 77A, and another input terminal is connected to the output terminal of the deviation generating circuit, that is, the output terminal of the adder 61, and the rotational position deviation e
Adder 77A when = (θ - θ) is equal to or greater than the threshold value 5KOU
A proportional saturation circuit 78 outputs the output as it is and makes the output of the adder 77A proportional to the rotational position deviation e=(θ-θ,) when the rotational position deviation e=(θ-〇,) is less than the threshold value 5KOU. The input terminal is connected to the output terminal of the proportional saturation circuit 78, and the proportional saturation circuit 78 calculates an operator S-1 (that is, integrates the output of the proportional saturation circuit 78) and outputs it as an estimated compensation value 1. and an integrator 79.
制御電圧発生回路靭は、2つの手入力端かそれぞれ推定
補償値子刈の出力端と誤差補償回路凹の出力端とに接続
されており推定補償値子に対し誤差補償値?8を加算し
て出力する加算器81と、目標設定回路邦の出力端すな
わち加算器34の出力端に対し手入力端か接続されかつ
フィードバック補償回路刹の出力端すなわち加算器53
の出力端に対し一入力端か接続されかつ加算器81の出
力端に対し他の一入力端か接続されており
u’ :(,1−?、 −?−?e
=θ8+入20d+入□ 0d
−(入、−a)θ−人、θ−1−?8
を出力する加算器82と、加算器82の出力端に対して
入力端が接続されかつ出力端がモータ装コ捜の制御入力
端20aに接続されており加算器82の出力U!をC″
−1倍し制御電圧u =c 11−1 u IIとして
出力する乗算器83とを包有している。The control voltage generation circuit has two manual input terminals, each connected to the output terminal of the estimated compensation value and the output terminal of the error compensation circuit, and outputs an error compensation value for the estimated compensation value. an adder 81 which adds and outputs 8, and a manual input terminal connected to the output terminal of the target setting circuit, that is, the output terminal of the adder 34, and the output terminal of the feedback compensation circuit, that is, the adder 53.
One input terminal is connected to the output terminal of the adder 81, and the other input terminal is connected to the output terminal of the adder 81. An adder 82 that outputs 0d - (in, -a) θ-person, θ-1-?8, and an input terminal connected to the output terminal of the adder 82 and an output terminal that controls the motor control. The output U! of the adder 82 is connected to the input terminal 20a, and the output U! of the adder 82 is connected to the input terminal 20a.
-1 times the control voltage u = c 11-1 u II.
誤差補償回路凹は、偏差発生回路躾の出力端すなわち加
算器61の出力端に対し入力端が接続されており回転位
置偏差e=(θ−01)に対しこの回転位置偏差eを0
に収束せしめるに要する速さを決定するパラメータたる
演算子ψを演算して’fe=9(θ−θ、)
を出力する増幅器91と、増幅器91の出力端に対し手
入力端が接続されかつ他方の手入力端か偏差発生回路並
の出力端すなわち加算器62の出力端に対して接続され
ており切替&ig
g=e+!e=(θ−θ−)+f (0−θ、)゛を出
力する加算器92と、加算器92の出力端に入力端か接
続されており作用力fと推定補償値iどの間の誤差に応
じかつ切替値gの正負に応じて異なる2つの出力(二値
出力という)!。を出力する二値発生回路93と、偏差
発生回路観の出力端すなわち加算器61の出力端と加算
器92の出力端とに対し2つの入力端がそれぞれ接続さ
れており回転位n偏差e=(θ−θ、)と切替値gとの
乗算値ge=g (θ−θ、)
を出力する掛算器94と、掛算器94の出力端に対し入
力端か接続されており乗算値ge=g CO−θ、)の
正負に応じて異なる2つの出力(二値出力という)!、
を出力する二値発生回路95と、偏差発生回路並の出力
端すなわち加算器6zの出力端と加算器92の出力端と
に対し2つの入力端がそれぞれ接続されており回転速度
偏差e=(0−θ、)と切替値gとの乗算値
ge=g (θ−θ、)
を出力する掛算器96と、掛算器96の出力端に対し入
力端か接続されており乗算値ge=g C0−M、)の
正負に応じて異なる2つの出力(二値出力という)!2
を出力する二値発生回路97と、偏差発生回路並の出力
端すなわち加算器61の出力端と二値発生回路95の出
力端とに対し2つの入力端がそれぞれ接続されており回
転位置偏差e=(θ−θ、)と二値出力中□との乗算値
’P+e=’?□(θ−θ、)
を出力する掛算器98と、偏差発生回路印の出力端すな
わち加算器62の出力端と二値発生回路97の出力端と
に対し2つの入力端かそれぞれ接続されており回転速度
偏差e=(θ−0,)と二値出力!2との乗算値
’l’2e= ’I’、(0−θ、)を出力する掛算
器99と、二値発生回路93の出力端と掛算器98.9
9の出力端に対し3つの手入力端がそれぞれ接続されて
おり
!。+!□e十市2e
= ψ。十!1 (θ−01)
+ !2 (θ−θ、)
を算出して出力する加算器100と、加算器100の出
力端および加算器92の出力端に対し2つの入力端かそ
れぞれ接続されかつ出力端が推定補償値子刊のフィルタ
71Aの入力端および制御電圧発生回路並の加算器81
の入力端に対して接続されており切替値g=e+ψeが
所定の閾値以上のとき加算器100の出力をそのまま出
力しかつ切替値g=e+ ’IP eか所定の閾値未満
のとき加算器100の出力をそのまま出力を切替値g=
e+ψeに比例し調整して出力する比例飽和回路101
とを包有している、二値出力!。、中8.!2は、回転
位置偏差eおよび回転速度偏差二の最大値に基づいて算
定された値よりも大きな値に設定することにより、推定
補償回路Hによる推定補償値?と作用力fとの間の差分
<f−j>を0に収束せしめるよう機能する。The input terminal of the error compensation circuit concave is connected to the output terminal of the deviation generating circuit, that is, the output terminal of the adder 61, and the rotational position deviation e is set to 0 for the rotational position deviation e=(θ-01).
An amplifier 91 that calculates an operator ψ, which is a parameter that determines the speed required to converge to , and outputs 'fe=9(θ-θ,), and a manual input terminal connected to the output terminal of the amplifier 91, The other manual input terminal is connected to the output terminal of the deviation generating circuit, that is, the output terminal of the adder 62, and the switching &ig g=e+! An adder 92 that outputs e=(θ-θ-)+f (0-θ, )゛ and an input end connected to the output end of the adder 92 calculate the error between the acting force f and the estimated compensation value i. Two different outputs (referred to as binary output) depending on the sign and the sign of the switching value g! . Two input terminals are connected to the binary generation circuit 93 which outputs the rotational position n deviation e= A multiplier 94 outputs the multiplication value ge=g (θ-θ,) of (θ-θ,) and the switching value g, and an input terminal is connected to the output terminal of the multiplier 94, and the multiplier value ge= Two different outputs (called binary outputs) depending on the sign or negative of g CO-θ, )! ,
Two input terminals are respectively connected to the binary generation circuit 95 which outputs , and the output terminals of the deviation generating circuit, that is, the output terminal of the adder 6z and the output terminal of the adder 92, so that the rotation speed deviation e=( A multiplier 96 outputs the multiplier value ge=g (θ-θ, ) of 0-θ, ) and the switching value g, and the input end is connected to the output end of the multiplier 96, and the multiplier value ge=g Two different outputs (called binary outputs) depending on the positive/negative of C0-M, )! 2
Two input terminals are respectively connected to a binary generation circuit 97 that outputs the rotational position deviation e, and an output terminal similar to that of the deviation generation circuit, that is, the output terminal of the adder 61 and the output terminal of the binary generation circuit 95. = Multiply value of (θ-θ,) and binary output □ 'P+e='? Two input terminals are connected to the multiplier 98 that outputs □ (θ-θ, ), the output terminal of the deviation generation circuit mark, that is, the output terminal of the adder 62, and the output terminal of the binary generation circuit 97. Binary output of cage rotation speed deviation e=(θ-0,)! 2 and a multiplier 99 that outputs the multiplication value 'l'2e='I', (0-θ,), and the output terminal of the binary generation circuit 93 and the multiplier 98.9.
Three manual input terminals are connected to each output terminal of 9! . +! □e 10 cities 2e = ψ. Ten! 1 (θ−01) + ! An adder 100 that calculates and outputs 2 (θ−θ,), and two input terminals connected to the output terminal of the adder 100 and the output terminal of the adder 92, respectively, and whose output terminal calculates and outputs the estimated compensation value. The input terminal of the filter 71A and the adder 81 which is equivalent to the control voltage generation circuit.
When the switching value g=e+'IP e is less than the predetermined threshold, the output of the adder 100 is output as is, and when the switching value g=e+'IP e is less than the predetermined threshold, the adder 100 Switch the output as it is to the value g=
Proportional saturation circuit 101 that adjusts and outputs proportional to e+ψe
Binary output that includes! . , middle school 8th. ! 2 is the estimated compensation value by the estimated compensation circuit H by setting it to a value larger than the value calculated based on the maximum value of the rotational position deviation e and the rotational speed deviation 2. The function is to converge the difference <f-j> between and the acting force f to zero.
加えて本発明にかかるサーボ制御装置の一実施例につい
て、その作用を詳細に説明する。In addition, the operation of an embodiment of the servo control device according to the present invention will be described in detail.
目標設定回路凹において、目標設定器31により被駆動
部材(図示せず)の目標軌道および目標速度に対応した
モータ装置並の目標回転位鐙θ6.目標回転速度δaS
よび目標回転加速度θ、を適宜に設定し、その目標回転
位置0および目標回転速度’fJdを増幅器32.33
でそれぞれλ1倍およびん2倍し、加算器34によりん
3倍した目標回転位置θdとλ2倍した目標回転速度θ
6と目標回転加速度θdとを互いに加算して目標値τ6
τd=θd十入、θ6+入、Od
のごとく算出して出力する。In the target setting circuit concave, the target setting device 31 sets a target rotational position θ6 of the motor device corresponding to the target trajectory and target speed of the driven member (not shown). Target rotational speed δaS
and target rotational acceleration θ, and set the target rotational position 0 and target rotational speed 'fJd to amplifiers 32 and 33.
The target rotational position θd is multiplied by λ1 and 2 by the adder 34, and the target rotational speed θ is multiplied by λ2.
6 and the target rotational acceleration θd are added together to obtain the target value τ6.
Calculate and output as τd=θd10, θ6+in, Od.
目標設定回路用の出力すなわち目標値τ4は、規範動作
回路並に入力されており、増幅器45でλ8倍した規範
回転位置0.と増幅器43でλ2倍した規範回転速度θ
、とに対して、加算器41で加算される。これにより、
被駆動部材(図示せず)の目標軌道および目標速度に対
応したモータ装置並の規範特性関数すなわち規範動特性
方程式が。The output for the target setting circuit, that is, the target value τ4, is input to the reference operation circuit as well as the reference rotational position 0. and the standard rotational speed θ multiplied by λ2 by the amplifier 43.
, are added by the adder 41. This results in
A standard characteristic function, that is, a standard dynamic characteristic equation similar to that of a motor device corresponding to the target trajectory and target speed of a driven member (not shown) is provided.
θ、=−λ2 θ9−λ、 θ5 +τ4したがって θ、−06 =−人、(θ、−〇d) 一人、(0,−Od) のごとく形成される。ここで規範回転速度θ。θ, = −λ2 θ9 − λ, θ5 + τ4 Therefore θ, -06 =-person, (θ, -〇d) One person, (0,-Od) It is formed as follows. Here, the standard rotational speed θ.
は、加算器41の出力すなわち規範回転加速度0゜を積
分器42によって積分することにより形成されている。is formed by integrating the output of the adder 41, that is, the reference rotational acceleration 0°, by the integrator 42.
また規範回転位置θ、は、積分器42の出力すなわち規
範回転速度δ、を積分器41によって積分することによ
り形成されている。Further, the standard rotational position θ is formed by integrating the output of the integrator 42, that is, the standard rotational speed δ, by the integrator 41.
目標設定回路用の出力すなわち目標値τdに応じ規範動
作回路並で作成された規範回転位置θ1と規範回転速度
θ、とは、それぞれ偏差発生回路並の加算器61.62
に与えられいる。加算器61.62では、それぞれモー
タ装fi20の検出端20b、20cから与えられた実
回転位置θおよび実回転速度すと規範回転位置θ、およ
び規範回転速度θ1との間で差分が求められており、回
転位置偏差e=(θ−〇、)および回転速度偏差e=(
f)−0,)として出力されている。The output for the target setting circuit, that is, the standard rotational position θ1 and the standard rotational speed θ, which are created in accordance with the target value τd and similar to the standard operating circuit, are obtained by adders 61 and 62, which are similar to the deviation generating circuit, respectively.
is given to Adders 61 and 62 calculate the difference between the actual rotational position θ and actual rotational speed given from the detection terminals 20b and 20c of the motor equipment fi 20, and the reference rotational position θ and reference rotational speed θ1, respectively. The rotational position deviation e=(θ−〇,) and the rotational speed deviation e=(
f)-0,).
偏差発生回路躾によって発生された回転位置偏差e=(
θ−θ、)j5よび回転速度偏差e=(θ−2r、)は
、推定補償回路四に入力されている。Rotational position deviation e=(
θ-θ, )j5 and rotational speed deviation e=(θ-2r,) are input to the estimation compensation circuit 4.
回転位置偏差e=(θ−01)は、フィルタ71により
演算子(s + JL)−’が演算(すなわち積分)さ
れたのち、増幅器72でλ1倍されて加算器75の十入
力端に与えられている。回転速度偏差二=(a−i−)
は、加算器75の他の十入力端に直接に与えられてΣす
、またフィルタ73により演算子(s + JL)−”
が演算(すなわち積分)されたのち増幅器74で(入t
p)倍されて加算器75の他の十入力端に与えられ
ている。The rotational position deviation e=(θ-01) is calculated (i.e., integrated) by the operator (s + JL)-' by the filter 71, and then multiplied by λ1 by the amplifier 72 and applied to the input terminal of the adder 75. It is being Rotational speed deviation 2 = (a-i-)
is directly applied to the other 10 input terminal of the adder 75, and is also given to the operator (s + JL)−” by the filter 73.
is calculated (that is, integrated), and then the amplifier 74 calculates (input t
p) Multiplied and applied to the other input terminal of the adder 75.
推定補償回路Uの加算器75では、誤差補償回路四によ
って発生されかつフィルタ71Aによって演算子(s
+ JL)−’が演算(すなわち積分)された誤差補償
値?。と加算器62Σよび増幅器72.74の出力とが
互いに加算されており、
=(θ−θ、)
1 ・ ・
+(λ2−ル)□(0−θ、)
S+ル
が作成されている。ここで規範動作回路並は、上述より
明らかなように
θ、=−λ2θ1−人、θ1+で6
で示される規範特性関数すなわち規範動特性方程式を有
している。またモータ装置刈は、加算器82の出力u”
が、
U・=τd−?、−?−?。In the adder 75 of the estimation compensation circuit U, the operator (s
+JL)-' is the calculated (i.e., integrated) error compensation value? . and the outputs of the adder 62Σ and the amplifiers 72.74 are added to each other, and the following is created: =(θ-θ,) 1 . Here, as is clear from the above description, the standard operating circuit has a standard characteristic function, ie, a standard dynamic characteristic equation, represented by 6 where θ, = -λ2θ1-person, θ1+. Also, the motor device mows the output u'' of the adder 82.
But, U・=τd−? ,-? −? .
:τd−(λt −a) fJ−λ、o−?−?。:τd−(λt −a) fJ−λ, o−? −? .
c′−1倍されたのち制御電圧Uとして制御入力端20
aに印加されているので、
θ=−aθ+c”u+f
=−aθ+u” +f
したがって
θ=−aθ+τ、−(λ2−a)θ
−入、θ−?+1−?。After being multiplied by c'-1, the control voltage U is applied to the control input terminal 20.
Since it is applied to a, θ=-aθ+c"u+f =-aθ+u" +f Therefore, θ=-aθ+τ, -(λ2-a)θ-in, θ-? +1-? .
=−λ20−人、θ+τd f+f feの実特性関
数すなわち実動特性方程式を有している。よって
θ−0.ニーλ2 (θ−θ、)
一λ1 (θ−θ、) −?+1−?eが成立している
。いまこの式の両辺に対し演算子(S十ル)−1を演算
せしめ、かつ
=θ−θ、−□(θ−θ、)
S+ル
の関係を使用すれば、
が求められる。ひいては
が求められる。これにより加算器75の出力は。=−λ20−person, θ+τd f+f fe has a real characteristic function, that is, a real dynamic characteristic equation. Therefore, θ-0. Knee λ2 (θ−θ,) −?1 λ1 (θ−θ,) −? +1-? e is established. Now, if we calculate the operator (S + 1) on both sides of this equation and use the relationship = θ - θ, -□ (θ - θ, ) S + , we can find the following. In turn, this is required. As a result, the output of adder 75 is:
と表現されて出力されている。加算器75の出力は、微
分増幅器76により演算子(S十ル)が演算(すなわち
微分)されたのち、<1−?)としてリレー回路77に
与えられている。要するにフィルタ71.71A、73
、増幅器72,74 、加算器75および微分増幅器
76によって、作用力fを全く計測することなく、<1
−?)が作成され、リレー回路77に与えられる。It is expressed as and output. The output of the adder 75 is calculated (i.e., differentiated) by the operator (S+) by the differential amplifier 76, and then the result is <1-? ) to the relay circuit 77. In short, filters 71.71A, 73
, amplifiers 72, 74, adder 75 and differential amplifier 76, the acting force f is <1 without being measured at all.
−? ) is created and given to the relay circuit 77.
推定補償回路Uのリレー回路77では、加算器75から
与えられた(f−?)に応じI f I wax Si
gnが出力される。すなわちリレー回路77では。In the relay circuit 77 of the estimation compensation circuit U, I f I wax Si
gn is output. That is, in the relay circuit 77.
<f−?>の符号が正のとき作用力fの微分jの最大絶
対値+ i + 、、、、、が出力され、かつ(1−?
)の符号が負のとき作用力fの微分ンの最大絶対値1f
1.□に負の符号が付されて出力される。換言すれば作
用力fの微分ンよりも速くiを作用力fに収束せしめる
ために、<t−Bの符号が判定されかつその符号が作用
力fの微分ンの最大絶対値Iff□えに対して付されて
出力されている。<f-? > is positive, the maximum absolute value of the differential j of the acting force f + i + , , , is output, and (1-?
) is negative, the maximum absolute value 1f of the differential of the acting force f
1. □ is output with a negative sign attached. In other words, in order to cause i to converge to the acting force f faster than the differential of the acting force f, the sign of <t-B is determined, and the sign is set to the maximum absolute value Iff of the differential of the acting force f. It is attached and output.
リレー回路゛77の出力+i+、、、Signは、加算
器77Aに与えられており誤差補償回路並から与えられ
た切替値gと加算され
g + I f I waaxsignとして比例飽和
回路78に与えられている。The output +i+,...Sign of the relay circuit 77 is given to an adder 77A, added to the switching value g given from the error compensation circuit, and given to the proportional saturation circuit 78 as g+I f I waaxsign. There is.
比例飽和回路78では、偏差発生回路並から与えられた
回転位置偏差e=(θ−01)が閾値5KOIJ以上の
ときそのまま出力され、また回転位置偏差e=(θ−0
,)が閾値5KOII未満のとき比例飽和回路78の内
部で回転位置偏差e=(θ−θ、)に比例して調整され
たの−ち出力される。比例飽和回路78の出力は、積分
器79で演算子s −rか演算(すなわち積分)される
。これにより1は、作用力fの微分子よりも速く作用力
fに収束されており、作用力fに対する推定補償値とし
て積分器79ひいては推定補償回路性から出力される。In the proportional saturation circuit 78, when the rotational position deviation e=(θ-01) given from the deviation generation circuit is equal to or greater than the threshold value 5KOIJ, it is output as is, and the rotational position deviation e=(θ-0
, ) is less than the threshold value 5KOII, it is adjusted within the proportional saturation circuit 78 in proportion to the rotational position deviation e=(θ-θ, ) and then output. The output of the proportional saturation circuit 78 is operated (ie, integrated) by an operator s - r in an integrator 79 . As a result, 1 is converged to the acting force f faster than the differential molecule of the acting force f, and is outputted from the integrator 79 and ultimately from the estimated compensation circuit as an estimated compensation value for the acting force f.
モータ装置廷では、加算器22の出力すなわち実回転加
速度lが積分器23によって積分され、検出端20cか
ら実回転速度δとして出力されている。In the motor device, the output of the adder 22, that is, the actual rotational acceleration l, is integrated by the integrator 23, and outputted from the detection end 20c as the actual rotational speed δ.
実回転速度θは、積分器24によって積分されたのち検
出端20bから実回転位置θとして出力されており、か
つ増幅器25によフて8倍されて加X塁22の一入力端
に与えられている。The actual rotational speed θ is integrated by the integrator 24 and output as the actual rotational position θ from the detection end 20b, and is multiplied by 8 by the amplifier 25 and given to one input terminal of the adder X base 22. ing.
モータ装置120の検出端20b、2(lcからそれぞ
れ出力された実回転位置θおよび実回転速度θは、フィ
ードバック補償回路性の増幅器51.52によ)てそれ
ぞれλ□倍および(入、−a)倍されたのち、加算器5
3の2つの十入力端にそれぞれ与えられている。加算器
53では、入、倍された実回転位置θと(入、−a)倍
された実回転速度θとか互いに加算され、規範動作回路
性で決定された規範動作すなわち規範位置(ここでは規
範回転位置θ、)および規範速度(ここでは規範回転速
度δ、)に対するフィードバック補償値i。とじて出力
される。The actual rotational position θ and actual rotational speed θ outputted from the detection terminals 20b and 2 (LC) of the motor device 120 are multiplied by λ ) After being multiplied, adder 5
3, respectively. In the adder 53, the actual rotational position θ multiplied by input and the actual rotational speed θ multiplied by (input, -a) are added to each other, and the reference operation, that is, the reference position (in this case, the reference position) determined by the reference operation circuit property, is Feedback compensation value i for rotational position θ, ) and reference speed (here reference rotational speed δ,). The output is closed.
制御電圧発生回路紐では、目標設定回路性から出力され
た目標値でdと、推定補償回路艮から出力された推定補
償値iと、誤差補償値子凹から出力された誤差補償値j
1と、フィードバック補償回路廷から出力されたフィー
ドバック補償値?。In the control voltage generation circuit string, d is the target value output from the target setting circuit, the estimated compensation value i output from the estimated compensation circuit, and the error compensation value j output from the error compensation value register.
1 and the feedback compensation value output from the feedback compensation circuit ? .
とからモータ装N覗に対する制御電圧Uか発生されてい
る。すなわち加算器81において、推定補償回路Uから
出力された推定補償値1と誤差補償値子とが互いに加算
されたのち、加算器82に与えられている。加算器82
では、十入力端に対し、目標値τdが入力され、かつ2
つの一入力端に対し推端に対し推定補償値jおよび誤差
補償@?、の和(?+?、)とフィードバック補償値?
。とが入力されており、
c”u=τa f−fo−f−
が発生されている。加算器82の出力c”uは、乗算器
83においてc*−1倍されたのち、制御電圧Uとして
モータ装置並の制御入力端20aに対して出力されてい
る。A control voltage U for the motor unit N is generated from this. That is, in the adder 81, the estimated compensation value 1 outputted from the estimated compensation circuit U and the error compensation value are added together and then provided to the adder 82. Adder 82
Then, the target value τd is input to the 10 input terminal, and 2
Estimated compensation value j and error compensation @? , the sum (?+?,) and the feedback compensation value?
. is input, and c"u=τa f-fo-f- is generated. The output c"u of the adder 82 is multiplied by c*-1 in the multiplier 83, and then the control voltage U It is outputted to a control input terminal 20a similar to that of a motor device.
モータ装置刈では、制御入力端20aに与えられた制御
電圧Uが増幅器21により01倍されたのち、加算器2
2の十入力端に対して与えられている。加算器22では
、他の十入力端に対して作用力fが与えられ、かつ−入
力端に対し8倍された実回転速度θが与えられている。In the motor device mowing, the control voltage U applied to the control input terminal 20a is multiplied by 01 by the amplifier 21, and then the adder 2
It is given to the input terminal of 2. In the adder 22, the acting force f is applied to the other 10 input terminals, and the actual rotational speed θ multiplied by 8 is applied to the - input terminal.
以上により明らかなごとく、モータ装置並の実動作と規
範動作回路性の規範動作との間の誤差ならびにモータ装
置跋のパラメータ、パラメータの誤差および作用力fと
推定補償値1どの間の誤差に応じ、推定補償回路刈によ
る推定補償に加え誤是補償回路並による誤差補償を追加
しその推定補償を修正してなるので、本発明のサーボ制
御装近赳の出力(すなわち制御電圧U)は、モータ装こ
並の実動作を所定の目標動作に精確に追随せしめること
かできるように十分に調整されており、ひいてはモータ
装置並が実動特性関数すなわち実動特性方程式
%式%
にしたがって好適に制御されている。As is clear from the above, depending on the error between the actual operation of the motor device and the standard operation of the standard operation circuit, the parameters of the motor device, the parameter errors, and the error between the acting force f and the estimated compensation value 1, etc. In addition to the estimated compensation by the estimated compensation circuit, error compensation by the error compensation circuit is added and the estimated compensation is corrected. The motor device is sufficiently adjusted so that the actual operation of the motor device can accurately follow a predetermined target operation, and the motor device is suitably controlled according to the actual operation characteristic function, that is, the actual operation characteristic equation. has been done.
なお上述においては、切替値gが直線(すなわちe +
’l’ e )として説明されているか、本発明は、
これに限定されるものではなく、一般の曲線であっても
よい。Note that in the above description, the switching value g is a straight line (i.e. e +
'l' e) or the present invention is described as
The curve is not limited to this, and may be a general curve.
(3)発明の効果
上述より明らかなように本発明にかかるサーボ制御装置
は、伝達部材を介して被駆動部材に連結されたモータ装
置を前記被駆動部材が目標軌道を目標速度で追従するよ
うに制御するサーボ制W装置であって、特に
(a)前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
加速度を設定し、前記目標位
置、目標速度および目標加速度を用いて目標値を作成す
る目標設定回路と、
(b)前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
されており、前記目標値に応じて前記モータ装置の規範
位置および規範速度を決定する規範動作回路と、
(c)前記モータ装置の実位置および規範位置から位置
偏差を作成し、かつ前記モータ装置の実速度および規範
速度から速度偏差を作成する偏差発生回路と。(3) Effects of the Invention As is clear from the above description, the servo control device according to the present invention controls a motor device connected to a driven member via a transmission member so that the driven member follows a target trajectory at a target speed. A servo-controlled W device that controls, in particular: (a) target setting for setting a target position, target speed, and target acceleration of the motor device, and creating a target value using the target position, target speed, and target acceleration; (b) a reference operation circuit whose input end is connected to the output end of the target setting circuit and which determines a reference position and reference speed of the motor device according to the target value; (c) a deviation generation circuit that creates a position deviation from an actual position and a reference position of the motor device, and creates a speed deviation from an actual speed and a reference speed of the motor device;
(d)前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
れており、前記位置偏差および速度偏差に応じて前記モ
ータ装置に印加される作用力に対する推定補償値を作成
する推定補償回路と、
(e)前記偏差発生回路の出力端と前記推定補償回路の
入力端との間に挿入されてお
り、前記位置偏差および速度偏差と前記モータ装置のパ
ラメータ、パラメータの誤差および前記推定補償値と作
用力との間の誤差とに応じて前記作用力に対する誤差補
償値を作成し前記推定補償回路に対して与え推定補償値
を修正せしめる誤差補償回路と、
Cf)前記モータ装置の実位置および実速度から前記規
範動作回路で設定された規範位置および規範速度に対す
るフィードバック補償値を作成するフィードバック補償
回路と、
(g)前記目標設定回路、推定補償回路、誤差補償回路
およびフィードバック補償回路の出力端に対し入力端が
接続されかつ出力端か前記モータ装置の制御入力端に接
続されており、前記目標値と推定補償値と誤差補償値と
フィードバック補償値とから前記モータ装置に対する制
御電圧を作成する制御電圧発生回路と
を備えてなるので、
(i)伝達部材および被駆動部材の特 □性にかか
わりなく、モータ装置
の機械特性および電気特性のみ
でモータ装置ひいては被駆動部
材を制御できる効果
を有し、ひいては
(ii)小型化および制gg動作の高速化を達成できる
効果
を有し、また
(iii)設計を共通化ないし簡潔化でき、設計に要す
る労力の軽減な
らびに時間の短縮を達成できる
効果
を有し、併せて
(iv)汎用化を達成できる効果
を有する。(d) an estimated compensation circuit whose input end is connected to the output end of the deviation generation circuit, and which creates an estimated compensation value for the acting force applied to the motor device according to the position deviation and speed deviation; (e) is inserted between the output end of the deviation generation circuit and the input end of the estimated compensation circuit, and interacts with the position deviation and speed deviation, the parameter of the motor device, the parameter error, and the estimated compensation value. Cf) an error compensation circuit that creates an error compensation value for the acting force according to the error between the applied force and the error compensation circuit that corrects the estimated compensation value; and Cf) the actual position and actual speed of the motor device. (g) a feedback compensation circuit for creating a feedback compensation value for the reference position and reference speed set in the reference operation circuit from the above; a control voltage whose input terminal is connected to an output terminal or a control input terminal of the motor device, and which creates a control voltage for the motor device from the target value, the estimated compensation value, the error compensation value, and the feedback compensation value; (i) Regardless of the characteristics of the transmission member and the driven member, the motor device and the driven member can be controlled using only the mechanical and electrical characteristics of the motor device; Furthermore, (ii) it has the effect of achieving smaller size and faster control operation, and (iii) it has the effect of standardizing or simplifying the design, reducing the labor and time required for design. In addition, (iv) it has the effect of achieving generalization.
第1図は、本発明にかかるサーボ制御装置の一実施例を
示す回路図である。
10・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・サーボ
制御装置20・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・モータ装置20a・・・・・・・・・・・・・・・・
制御入力端20b、20c・・・・・・・・・・・・検
出端21・・・・・・・・・・・・・・・・・・増幅器
22・・・・・・・・・・・・・・・・・・加算器23
.24・・・・・・・・・・・・・・積分器25・・・
・・・・・・・・・・・・・・・増幅器30・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・目標設定回路31・・
・・・・・・・・・・・・・・・・目標設定器31a、
〜、 31c・・・・・・・・出力端32.33・・・
・・・・・・・・・・・増幅器34・・・・・・・・・
・・・・・・・・・加算器用・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・規範動作回路41・・・・・・・・・
・・・・・・・・・加算器42.44・・・・・・・・
・・・・・・積分器43.45・・・・・・・・・・・
・・・増幅器共・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・フィードバック補償回路FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of a servo control device according to the present invention. 10・・・・・・・・・・・・・・・・・・ Servo control device 20・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・Motor device 20a・・・・・・・・・・・・・・・
Control input terminals 20b, 20c......Detection terminal 21......Amplifier 22...... ......Adder 23
.. 24・・・・・・・・・・・・Integrator 25...
.........Amplifier 30...
・・・・・・・・・・・・・・・Target setting circuit 31...
・・・・・・・・・・・・・・・・Goal setting device 31a,
~, 31c... Output end 32.33...
......Amplifier 34...
・・・・・・・・・For adder・・・・・・・・・・・・
....... Normative operation circuit 41 ......
・・・・・・・・・Adder 42.44・・・・・・・・・
・・・・・・Integrator 43.45・・・・・・・・・・・・
・・・Amplifier ・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・Feedback compensation circuit
Claims (1)
前記被駆動部材が目標軌道を目標速度で追従するように
制御するサーボ制御装置において、 (a)前記モータ装置の目標位置、目標速度および目標
加速度を設定し、前記目標位置、目標速度および目標加
速度を用いて目標値を作成する目標設定回路と、 (b)前記目標設定回路の出力端に対して入力端が接続
されており、前記目標値に応じて前記モータ装置の規範
位置および規範速度を決定する規範動作回路と、 (c)前記モータ装置の実位置および規範位置から位置
偏差を作成し、かつ前記モータ装置の実速度および規範
速度から速度偏差を作成する偏差発生回路と、 (d)前記偏差発生回路の出力端に対し入力端が接続さ
れており、前記位置偏差および速度偏差に応じて前記モ
ータ装置に印加される作用力に対する推定補償値を作成
する推定補償回路と、 (e)前記偏差発生回路の出力端と前記推定補償回路の
出力端との間に挿入されており、前記位置偏差および速
度偏差と前記モータ装置のパラメータ、パラメータの誤
差および前記推定補償値と作用力との間の誤差とに応じ
て前記作用力に対する誤差補償値を作成し前記推定補償
回路に対して与えて推定補償値を修正せしめる誤差補償
回路と、 (f)前記モータ装置の実位置および実速度から前記規
範動作回路で決定された規範位置および規範速度に対す
るフィードバック補償値を作成するフィードバック補償
回路と、 (g)前記目標設定回路、推定補償回路、誤差補償回路
およびフィードバック補償回路の出力端に対し入力端が
接続されかつ出力端が前記モータ装置の制御入力端に接
続されており、前記目標値と推定補償値と誤差補償値と
フィードバック補償値とから前記モータ装置に対する制
御電圧を作成する制御電圧発生回路と を備えてなることを特徴とするサーボ制御装置。[Scope of Claims] A servo control device that controls a motor device connected to a driven member via a transmission member so that the driven member follows a target trajectory at a target speed, comprising: (a) a motor device connected to a driven member through a transmission member; a target setting circuit that sets a target position, target speed, and target acceleration and creates a target value using the target position, target speed, and target acceleration; (b) an input terminal is connected to an output terminal of the target setting circuit; (c) a reference operation circuit that is connected to the motor device and determines a reference position and a reference speed of the motor device according to the target value; a deviation generation circuit that creates a speed deviation from the actual speed and reference speed of the device; (d) an input end is connected to the output end of the deviation generation circuit; (e) an estimated compensation circuit that is inserted between an output end of the deviation generating circuit and an output end of the estimated compensation circuit, and that creates an estimated compensation value for the acting force applied to the An error compensation value for the acting force is created according to the deviation, a parameter of the motor device, an error in the parameter, and an error between the estimated compensation value and the acting force, and is given to the estimated compensation circuit to calculate the estimated compensation value. (f) a feedback compensation circuit that creates feedback compensation values for the reference position and reference speed determined by the reference operation circuit from the actual position and actual speed of the motor device; (g) the The input terminals are connected to the output terminals of the target setting circuit, the estimated compensation circuit, the error compensation circuit, and the feedback compensation circuit, and the output terminals are connected to the control input terminal of the motor device, and the target value and the estimated compensation value are connected to each other. A servo control device comprising: a control voltage generation circuit that generates a control voltage for the motor device from an error compensation value and a feedback compensation value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24948687A JPH0192814A (en) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | Servo controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24948687A JPH0192814A (en) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | Servo controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0192814A true JPH0192814A (en) | 1989-04-12 |
Family
ID=17193687
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24948687A Pending JPH0192814A (en) | 1987-10-02 | 1987-10-02 | Servo controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0192814A (en) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146485A (en) * | 1983-02-09 | 1984-08-22 | Nec Corp | Head positioning servo mechanism of magnetic disk device |
-
1987
- 1987-10-02 JP JP24948687A patent/JPH0192814A/en active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59146485A (en) * | 1983-02-09 | 1984-08-22 | Nec Corp | Head positioning servo mechanism of magnetic disk device |
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