JPH02204808A - 回転運動部材を調整するための調整駆動装置 - Google Patents
回転運動部材を調整するための調整駆動装置Info
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- JPH02204808A JPH02204808A JP1112347A JP11234789A JPH02204808A JP H02204808 A JPH02204808 A JP H02204808A JP 1112347 A JP1112347 A JP 1112347A JP 11234789 A JP11234789 A JP 11234789A JP H02204808 A JPH02204808 A JP H02204808A
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/39—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using a combination of the means covered by at least two of the preceding groups G05B19/21, G05B19/27 and G05B19/33
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41264—Driven by two motors
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- G—PHYSICS
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、目標値信号により前もって与えられる位置へ
、回転運動可能なニレメントラ設定調整する次めの調整
駆動装置に関する。
、回転運動可能なニレメントラ設定調整する次めの調整
駆動装置に関する。
航空−および宇宙飛行において高い精度の調整駆動装置
が、航行センサ、カメラま友はアンテナ装置の精確な安
定化、方向づけまたは追従制御のために必要とされる。
が、航行センサ、カメラま友はアンテナ装置の精確な安
定化、方向づけまたは追従制御のために必要とされる。
高い精度の調整駆動装置は、さらにロボットの正確な位
置定めのためにも用いられる。
置定めのためにも用いられる。
従来技術
この種の調整駆動装置の場合、位置定めされるべき部材
は一軸−または多軸フレーム装置上に増シ付けられてい
る。個々の軸にはそれぞれ調整駆動装置が設けられてい
る。この調整駆動装置はモーメント発生器および角度測
定器を含む。このモーメント発生器は電子調整装置を介
して制御される。この電子調整装置には目標値信号が導
びかれる。この目標値信号が、前記のモ エレメントの取るべき位Rを、指示する。/−メント発
生器は位置定めされるべきエレメントを、角度測定器が
前もって与えられt位置に相応する帰還信号全供給する
よりに、回転させる。
は一軸−または多軸フレーム装置上に増シ付けられてい
る。個々の軸にはそれぞれ調整駆動装置が設けられてい
る。この調整駆動装置はモーメント発生器および角度測
定器を含む。このモーメント発生器は電子調整装置を介
して制御される。この電子調整装置には目標値信号が導
びかれる。この目標値信号が、前記のモ エレメントの取るべき位Rを、指示する。/−メント発
生器は位置定めされるべきエレメントを、角度測定器が
前もって与えられt位置に相応する帰還信号全供給する
よりに、回転させる。
調整運動に対して、著しく大きい回転モーメントを形成
すべきことが多い。この回転モーメントは例えば、ロボ
ットアームが負荷金持ち上げるべき時にまたは支えるだ
けの時も、現われる。回転モーメントは、調整運動中も
、運動される部材の慣性モーメントのために低下される
。
すべきことが多い。この回転モーメントは例えば、ロボ
ットアームが負荷金持ち上げるべき時にまたは支えるだ
けの時も、現われる。回転モーメントは、調整運動中も
、運動される部材の慣性モーメントのために低下される
。
位置定めされるべき回転可能なエレメントがモーメント
発生器の回転子と直接結合されている形式の調整駆動装
置は公知である。この駆動装置は著しく正確な位置定め
構成を有する。位置定めの精度は実質的に、角度測定器
の品質だけにより定められる。
発生器の回転子と直接結合されている形式の調整駆動装
置は公知である。この駆動装置は著しく正確な位置定め
構成を有する。位置定めの精度は実質的に、角度測定器
の品質だけにより定められる。
し217≧しこの場合、大きい回転モーメント全形成す
るために、大きい電流で給電される太きいモーメント発
生器が必要とされる。この種の大きいモーメント発生器
は調整駆動装置の寸法を増加させる。このモーメント発
生器の質量および慣性モーメントは、調整用にさらに一
層高い回転モーメントを必要とする。
るために、大きい電流で給電される太きいモーメント発
生器が必要とされる。この種の大きいモーメント発生器
は調整駆動装置の寸法を増加させる。このモーメント発
生器の質量および慣性モーメントは、調整用にさらに一
層高い回転モーメントを必要とする。
例えば連続運転において現われる別の問題点は、モーメ
ント発生器に加えられる電流によるこの調整駆動装置の
加熱である。この種の加熱ま友は急激な温度変化は、高
い位置定め精度への要求を妨げる。
ント発生器に加えられる電流によるこの調整駆動装置の
加熱である。この種の加熱ま友は急激な温度変化は、高
い位置定め精度への要求を妨げる。
ソノタめ、モーメント発生器が減速ギヤを介して、回転
可能なエレメントと結合されている形式の調整駆動装置
が公知である。この場合は比較的/JNさいモーメント
発生器を設けることができる。さらに−層わずかな電流
で動作させることができる。しかしその代シ位置定めの
精度が、減速イヤのまさつおよび緩結合により、低下さ
れる。
可能なエレメントと結合されている形式の調整駆動装置
が公知である。この場合は比較的/JNさいモーメント
発生器を設けることができる。さらに−層わずかな電流
で動作させることができる。しかしその代シ位置定めの
精度が、減速イヤのまさつおよび緩結合により、低下さ
れる。
発明の解決すべき問題点
本発明の課題は、著しく小さい寸法および著しく少ない
所要電流、で位置定めの高い精度で高い回転モーメント
ラ付与できる調整駆動装置を提供することである。
所要電流、で位置定めの高い精度で高い回転モーメント
ラ付与できる調整駆動装置を提供することである。
問題点を解決するための手段
この課題は本発明によ9次の構成の組み合わせにより解
決されている。即ち回転運動部材を目標値信号によって
前以って決められる値に設定するための調整駆動装置に
おいて、 (a)回転運動部材の位置を表す実際値信号を発生する
角度捕捉装置と、 (b)実際値信号と目標値信号との差が調整偏差信号と
して加えられかつ第1の調整信号を発生する第1の調整
器と、 (c)当該回転子が前記回転運動部材に直接連結されて
おりかつ前記第1の調整器の前記第1の調整信号が加え
られる第1のトルク発生器と、((1)実際値信号と目
標値信号との差が調整偏差信号として加えられて、第2
の調整信号を発生する第2の調整器と、 (e)該第2の調整器の第2の調整信号が加えられる第
2のトルク発生器と、 (f)入力部材が前記第2のトルク発生器の回転子に連
結されておりかつ出力部材が前記回転運動部材と駆動連
結されている変速機と、(g:J前記第2のトルク発生
器が前記変速機を介して位置定めすべき部材の、比較的
大きなトルクを用いた粗設定調整を行ないかつ前記第1
の微 トルク発生器がこのような相設定調整後に凱設定調整を
行なうように、前記2つの調整器の調整回路の機械的お
よび/または信号的結合のtめの手段とを具備したこと
により、解決されている。
決されている。即ち回転運動部材を目標値信号によって
前以って決められる値に設定するための調整駆動装置に
おいて、 (a)回転運動部材の位置を表す実際値信号を発生する
角度捕捉装置と、 (b)実際値信号と目標値信号との差が調整偏差信号と
して加えられかつ第1の調整信号を発生する第1の調整
器と、 (c)当該回転子が前記回転運動部材に直接連結されて
おりかつ前記第1の調整器の前記第1の調整信号が加え
られる第1のトルク発生器と、((1)実際値信号と目
標値信号との差が調整偏差信号として加えられて、第2
の調整信号を発生する第2の調整器と、 (e)該第2の調整器の第2の調整信号が加えられる第
2のトルク発生器と、 (f)入力部材が前記第2のトルク発生器の回転子に連
結されておりかつ出力部材が前記回転運動部材と駆動連
結されている変速機と、(g:J前記第2のトルク発生
器が前記変速機を介して位置定めすべき部材の、比較的
大きなトルクを用いた粗設定調整を行ないかつ前記第1
の微 トルク発生器がこのような相設定調整後に凱設定調整を
行なうように、前記2つの調整器の調整回路の機械的お
よび/または信号的結合のtめの手段とを具備したこと
により、解決されている。
上述のように本発明によれば2つのモーメント発生器が
設けられる。一方のモーメント発生器は減速ギヤを介し
て著しく大きい回転モーメント全供給するように動作す
る。他方のモーメント発生器は、回転運動するエレメン
トと直接結合されている。両方のモーメント発生器に所
属する各調整器の調整回路全適切に結合することにより
、次のことが保証される。即ち減速ギヤと結合された方
のモーメント発生器が位置定めの粗調整を作動し、これ
に対して回転運動するエレメントと直接結合された方の
モーメント発生器が位置定めの微調整を行ない、かつこ
の場合に両方のモーメント発生器が互いに障害は与えな
いように助は合うことが保証される。
設けられる。一方のモーメント発生器は減速ギヤを介し
て著しく大きい回転モーメント全供給するように動作す
る。他方のモーメント発生器は、回転運動するエレメン
トと直接結合されている。両方のモーメント発生器に所
属する各調整器の調整回路全適切に結合することにより
、次のことが保証される。即ち減速ギヤと結合された方
のモーメント発生器が位置定めの粗調整を作動し、これ
に対して回転運動するエレメントと直接結合された方の
モーメント発生器が位置定めの微調整を行ない、かつこ
の場合に両方のモーメント発生器が互いに障害は与えな
いように助は合うことが保証される。
本発明の種々の可能な構成が請求項2以下に示されてい
る。
る。
実施例の説明
次に本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第1図には参照番号10により回転可能部材が示されて
おり、この回転可能部材はここでは車 はず−+V量体12として図示されている。はずみ草質
量体は支承体14と16に支承されている。回転可能部
材10は一旦第1のトルク発生器18のロータと直接連
結される。このロータに、従って回転可能部材10に角
度測定器20が連結されている。第2のトルク発生器2
2は減速イア26の入力部24と連結している。出力部
28はばねたわみ性の結合部材30全ブrして同様に、
位置決めすべき回転可能部材10と連結されている。
おり、この回転可能部材はここでは車 はず−+V量体12として図示されている。はずみ草質
量体は支承体14と16に支承されている。回転可能部
材10は一旦第1のトルク発生器18のロータと直接連
結される。このロータに、従って回転可能部材10に角
度測定器20が連結されている。第2のトルク発生器2
2は減速イア26の入力部24と連結している。出力部
28はばねたわみ性の結合部材30全ブrして同様に、
位置決めすべき回転可能部材10と連結されている。
第2図には、制御器を含めた調整操作駆動の方式が、ブ
ロック回路図として示されている。
ロック回路図として示されている。
入口側32にて目標値信号ψ8が印加される。
この信号は所望の位置を表わす。この目標値信号は、こ
こでは加算点として図示された制御人力lit 34に
て実際値信号ψ1に差動的に結合される。実際値信号ψ
1は角度測定器20から送出される。目標値信号と実際
値信号との差は制御偏位信号として一旦第1のtlil
J御器36に、次に第2の制御器38に供給される。第
1の制御器36は、第1のトルク発生器18を制御する
第1の調整信号を送出する。第1のトルク発生器18は
直接回転可能部材10と連結している。
こでは加算点として図示された制御人力lit 34に
て実際値信号ψ1に差動的に結合される。実際値信号ψ
1は角度測定器20から送出される。目標値信号と実際
値信号との差は制御偏位信号として一旦第1のtlil
J御器36に、次に第2の制御器38に供給される。第
1の制御器36は、第1のトルク発生器18を制御する
第1の調整信号を送出する。第1のトルク発生器18は
直接回転可能部材10と連結している。
回転可能部材10は角度測定器20とも連結されている
。第2の制御器38は第2の調整信号を送出する。この
第2の調整信号は第2のトルク発生器22を制御する。
。第2の制御器38は第2の調整信号を送出する。この
第2の調整信号は第2のトルク発生器22を制御する。
第2のトルク発生器22は減速ギア26と連結されてい
る。減速ギア26はばねたわみ性結合部材30を介して
同様に、回転可能部材10とも連結している。結合分岐
回路40を介して、第1のトルク発生器18に印加され
る調整信号は、加算点42にて第2の制御器38の調整
信号に重畳されて第2のトルク発生器の入力側に印加さ
れる信号全形成する。回転可能部材10の運動から角速
度信号会 が導出される。そして接続路44および46
で示したように、制御器36ないし38にフィードバッ
ク接続される。
る。減速ギア26はばねたわみ性結合部材30を介して
同様に、回転可能部材10とも連結している。結合分岐
回路40を介して、第1のトルク発生器18に印加され
る調整信号は、加算点42にて第2の制御器38の調整
信号に重畳されて第2のトルク発生器の入力側に印加さ
れる信号全形成する。回転可能部材10の運動から角速
度信号会 が導出される。そして接続路44および46
で示したように、制御器36ないし38にフィードバッ
ク接続される。
第6図には装置構成の詳細が示されている。
第1の制御器36は、ブロック48により示した、伝達
関数に1のPチャネルと、ブロック50により示した、
伝達関数1/T工Sのエチャネルを有するPI制御器で
ある。制御器36の入力側には制限器52が接続されて
おり、該制限器の関数により過度に大きな信号が抑圧さ
れる。角速度観に相応する信号が加算点54全介してエ
チャネルの入力側に供給される。エチャネル48とPチ
ャネル50の出力は加算点56にて加算される。その他
加算点56にて、角速度に比例する、伝達関数に2の乗
算されたフィードバック信号が重畳される。制御器36
はそこから調整信号”DE3を送出する。
関数に1のPチャネルと、ブロック50により示した、
伝達関数1/T工Sのエチャネルを有するPI制御器で
ある。制御器36の入力側には制限器52が接続されて
おり、該制限器の関数により過度に大きな信号が抑圧さ
れる。角速度観に相応する信号が加算点54全介してエ
チャネルの入力側に供給される。エチャネル48とPチ
ャネル50の出力は加算点56にて加算される。その他
加算点56にて、角速度に比例する、伝達関数に2の乗
算されたフィードバック信号が重畳される。制御器36
はそこから調整信号”DE3を送出する。
第1の制御器36の調整信号UDBは適応制限器58を
制御する。適応制限器58は調整信号U を限界” U
DMXに制限する。調整信号がこS の限界値以下であるならば、調整信号は制限器を通過す
る。限界値以上ならば、これを限界値UDMXに制限す
る。限界値UDMXも制御偏差に依存する。制御偏差が
大きければ大きい程、適応制限器の限界値は小さくなる
。これは第4図に示されている。適応制限器58の出力
側には制限され友調整信号UDLが現われる。この制限
された調整信号は第1のトルク発生器18を制御する。
制御する。適応制限器58は調整信号U を限界” U
DMXに制限する。調整信号がこS の限界値以下であるならば、調整信号は制限器を通過す
る。限界値以上ならば、これを限界値UDMXに制限す
る。限界値UDMXも制御偏差に依存する。制御偏差が
大きければ大きい程、適応制限器の限界値は小さくなる
。これは第4図に示されている。適応制限器58の出力
側には制限され友調整信号UDLが現われる。この制限
された調整信号は第1のトルク発生器18を制御する。
第1のトルク発生器は、伝達関数が式1 / ’r2B
+ 1で表わされた時限素子60と定数に3とによっ
て示されている。定数に3はブロック62により表わさ
れている。1ルク発生器18を示すためにはさらに、関
数に4と乗算された角速度ψ、を考慮しなければならな
い。この角速度舷は加算点64にて、負の符号金有する
制限された調整信号に重畳される。関数に4はブロック
66により表わされている。このフィードバックは、ト
ルク発生器18のロータの運動によって誘起された逆方
向電圧を表わす。トルク発生器18は、回転可能部材1
0に直接作用する回転トルクらを送出する。
+ 1で表わされた時限素子60と定数に3とによっ
て示されている。定数に3はブロック62により表わさ
れている。1ルク発生器18を示すためにはさらに、関
数に4と乗算された角速度ψ、を考慮しなければならな
い。この角速度舷は加算点64にて、負の符号金有する
制限された調整信号に重畳される。関数に4はブロック
66により表わされている。このフィードバックは、ト
ルク発生器18のロータの運動によって誘起された逆方
向電圧を表わす。トルク発生器18は、回転可能部材1
0に直接作用する回転トルクらを送出する。
回転可能部材はこの構成では2つの積分器により表わす
ことができる。第1の積分器は伝達関数1/工L8を有
し、ブロック68により表わされ、回転可能部材10の
角速度ξを送出する。ここで工、は回転可能部材10の
慣性モーメントである。第2の積分器は伝達関数1/S
全有し、ブロック70によ!l1表わされ、回転可能部
材10の位置ψLを送出する。
ことができる。第1の積分器は伝達関数1/工L8を有
し、ブロック68により表わされ、回転可能部材10の
角速度ξを送出する。ここで工、は回転可能部材10の
慣性モーメントである。第2の積分器は伝達関数1/S
全有し、ブロック70によ!l1表わされ、回転可能部
材10の位置ψLを送出する。
トルク発生器により形成された回転トルクMDに対し2
、角速度に比例するトルクがさらに反対に作用する。こ
のトルクは粘性摩擦により発生するものである。これは
伝達関数に5ヲ有するブロック72により表わされてい
る。摩擦によυ発生した回転トルクは、ブロック回路図
の加算点74にて負の符号で調整トルクMDに“重畳”
される。加算点76にてブロック68の入力側における
障害トルクM8が重畳される。
、角速度に比例するトルクがさらに反対に作用する。こ
のトルクは粘性摩擦により発生するものである。これは
伝達関数に5ヲ有するブロック72により表わされてい
る。摩擦によυ発生した回転トルクは、ブロック回路図
の加算点74にて負の符号で調整トルクMDに“重畳”
される。加算点76にてブロック68の入力側における
障害トルクM8が重畳される。
第2の制御器38は第1の制御器36と同じ構造を有し
ている。制御入力側には制限器78が設けられており、
この制限器78は臨界的な制御偏差を制限する。制御器
38は伝達係数に6のPチャネル80と伝達関数1/T
3Bのエチャネルを有している。第1の制御器36の場
合と同様に、エチャネルの入力側には減速ヤヤの減速率
Nに乗算された角速度舷が入力されておシ、この角速度
牡は加算点84において制御偏差信号に重畳される。両
チャネル80および82は加算点88に接続されている
。この加算点88において、角速度牡は帰還信号として
の伝達係数に7と乗算されて負の極性で重畳される。そ
の際、この加算点88には、第2の制御器38から第2
の調整信号U。8が送出される。
ている。制御入力側には制限器78が設けられており、
この制限器78は臨界的な制御偏差を制限する。制御器
38は伝達係数に6のPチャネル80と伝達関数1/T
3Bのエチャネルを有している。第1の制御器36の場
合と同様に、エチャネルの入力側には減速ヤヤの減速率
Nに乗算された角速度舷が入力されておシ、この角速度
牡は加算点84において制御偏差信号に重畳される。両
チャネル80および82は加算点88に接続されている
。この加算点88において、角速度牡は帰還信号として
の伝達係数に7と乗算されて負の極性で重畳される。そ
の際、この加算点88には、第2の制御器38から第2
の調整信号U。8が送出される。
この調整信号UGEIは制限器90を介してモーメント
発生器22に供給される。この制限器90は、単に過度
な調整信号を制限する機能を有しているにすぎない。そ
の機能は、適合的な制限器58の機能(まだ説明してい
ない)に相当しない。モーメント発生器22は、モデル
において再び式1 / (T4B+ 1 )の伝達係数
の時間素子92および一定の伝達係数に8(ブロック9
4によって実現される)によって示すことができる。時
間素子92の入力側では、調整信号UGSに第2のモー
メント発生器22の出力−角速度〜が乗算されて負の極
性の伝達係数に、と重畳される。この伝達係数に9は、
ブロック96によって示されている。この重畳は、加算
点98において行なわれる。この「帰還ループ」は、モ
ーメント発生器22の回転運動の場合に生じる逆方向電
圧を示す。伝達係数1/ Iosのブロック100は、
角速度ψ。でのモーメント発生器22の回転モーメント
ないしトルクM。
発生器22に供給される。この制限器90は、単に過度
な調整信号を制限する機能を有しているにすぎない。そ
の機能は、適合的な制限器58の機能(まだ説明してい
ない)に相当しない。モーメント発生器22は、モデル
において再び式1 / (T4B+ 1 )の伝達係数
の時間素子92および一定の伝達係数に8(ブロック9
4によって実現される)によって示すことができる。時
間素子92の入力側では、調整信号UGSに第2のモー
メント発生器22の出力−角速度〜が乗算されて負の極
性の伝達係数に、と重畳される。この伝達係数に9は、
ブロック96によって示されている。この重畳は、加算
点98において行なわれる。この「帰還ループ」は、モ
ーメント発生器22の回転運動の場合に生じる逆方向電
圧を示す。伝達係数1/ Iosのブロック100は、
角速度ψ。でのモーメント発生器22の回転モーメント
ないしトルクM。
の変換を示す。その際、工。はモーメント発生器22の
ロータの慣性モーメントである。ブロック102および
104は、第2のモーメント発生器22の減衰および機
械的摩擦を示す。それらは回転モーメントないしトルク
を供給し、これらの回転モーメントないしトルクは加算
点106においてモーメント発生器22によって発生さ
れ定回転モーメントないしトルクM。に対して逆方向に
作用する。この減衰は、伝送率に工。を以て°の角速度
小。に比例する。このモーメント発生器22の機械的摩
擦は、有効合成回転モーメントないしトルク(結合部1
08によって示されている)に比例し、かつ回転方向、
即ち角速度妬の極性に依存する。このことは、ブロック
104内に示された伝達関数によってシンボルで示され
ている。
ロータの慣性モーメントである。ブロック102および
104は、第2のモーメント発生器22の減衰および機
械的摩擦を示す。それらは回転モーメントないしトルク
を供給し、これらの回転モーメントないしトルクは加算
点106においてモーメント発生器22によって発生さ
れ定回転モーメントないしトルクM。に対して逆方向に
作用する。この減衰は、伝送率に工。を以て°の角速度
小。に比例する。このモーメント発生器22の機械的摩
擦は、有効合成回転モーメントないしトルク(結合部1
08によって示されている)に比例し、かつ回転方向、
即ち角速度妬の極性に依存する。このことは、ブロック
104内に示された伝達関数によってシンボルで示され
ている。
モーメント発生器22におけるその他の有効回転モーメ
ントないしトルクは、このモーメント発生器22が減速
ギヤ26を介して打ち勝つべき逆方向モーメントである
。これは、減速ギヤの出力回転モーメントないしトルク
M。。であシ、いずれにせよ減速比Nによって除算され
る。
ントないしトルクは、このモーメント発生器22が減速
ギヤ26を介して打ち勝つべき逆方向モーメントである
。これは、減速ギヤの出力回転モーメントないしトルク
M。。であシ、いずれにせよ減速比Nによって除算され
る。
このことは、ブロック110を有する分岐によって示さ
れている。
れている。
減速ヤヤ26は、減速比Nで角速度÷。全減速させる。
このことは、ブロック112によって示されている。こ
れにより、減速された角速度÷。Uが得られる。減速ヤ
ヤ26の実際の特性を示すために、Nによって除算され
たモーメント発生器22の角速度÷。と減速ギヤ26の
実際の出カー角速度転との差が形成される。これら両角
速度が同じである場合(例えば、減速ギヤの駆動軸が同
じ角速度で駆動される場合)、減速ギヤ26においてゆ
るみも付着摩擦も生じない。減速ヤヤ26は回転モーメ
ントないしトルクも伝送しない。そのため、モデルでは
加算点114においてNによって除算されたモーメント
発生器の角速度か。と結合部116を介して「帰還され
た」出カー角速度転との差が形成される。これら両角速
度の差から、伝達係数178でのブロック118によっ
て示された積分によって角度差Δψ。が得られる。これ
は、減速ギヤ26のねじれであり、このねじれは出力回
転モーメントないしトルクM。Gに供給される。ブロッ
ク120によって示されているように、ゆるみの結果所
定のねじれが出力回転モーメントないしトルクに供給さ
れない。このねじれが所定値に達すると初めて、ゆるみ
が生じ、それから出力回転モーメントないしトルクが作
用する。このことは、ブロック120での機能によって
示されている。更に、弾性変形について注目すべきであ
る。これは、ブロック122および乗算素子124によ
って示されている。
れにより、減速された角速度÷。Uが得られる。減速ヤ
ヤ26の実際の特性を示すために、Nによって除算され
たモーメント発生器22の角速度÷。と減速ギヤ26の
実際の出カー角速度転との差が形成される。これら両角
速度が同じである場合(例えば、減速ギヤの駆動軸が同
じ角速度で駆動される場合)、減速ギヤ26においてゆ
るみも付着摩擦も生じない。減速ヤヤ26は回転モーメ
ントないしトルクも伝送しない。そのため、モデルでは
加算点114においてNによって除算されたモーメント
発生器の角速度か。と結合部116を介して「帰還され
た」出カー角速度転との差が形成される。これら両角速
度の差から、伝達係数178でのブロック118によっ
て示された積分によって角度差Δψ。が得られる。これ
は、減速ギヤ26のねじれであり、このねじれは出力回
転モーメントないしトルクM。Gに供給される。ブロッ
ク120によって示されているように、ゆるみの結果所
定のねじれが出力回転モーメントないしトルクに供給さ
れない。このねじれが所定値に達すると初めて、ゆるみ
が生じ、それから出力回転モーメントないしトルクが作
用する。このことは、ブロック120での機能によって
示されている。更に、弾性変形について注目すべきであ
る。これは、ブロック122および乗算素子124によ
って示されている。
ブロック122は、そこに示されている機能が表わすよ
うに、一方または他方の方向のねじれがゆるみによる所
定の規定値を超過する場合、一定「出力」を供給する。
うに、一方または他方の方向のねじれがゆるみによる所
定の規定値を超過する場合、一定「出力」を供給する。
その際送出される回転モーメントないしトルクは、両角
速度の差Δ÷。に比例する。この回転モーメントないし
トルクM。0には、ばね弾性の連結部材30に生じる回
転モーメントないしトルクMFGが逆方向に作用する。
速度の差Δ÷。に比例する。この回転モーメントないし
トルクM。0には、ばね弾性の連結部材30に生じる回
転モーメントないしトルクMFGが逆方向に作用する。
このことは、加算点126によって示されており、この
加算点126では結合部128を介して連結部材300
回転モーメントないしトルクが接続される。そのように
して得られた回転モーメントないしトルクは、減速ギヤ
の中間質量体の慣性モーメント飄に作用し、伝達関数1
/飄6との積分によって出カー角速度転全供給する。こ
のことは、ブロック130によって示されている。
加算点126では結合部128を介して連結部材300
回転モーメントないしトルクが接続される。そのように
して得られた回転モーメントないしトルクは、減速ギヤ
の中間質量体の慣性モーメント飄に作用し、伝達関数1
/飄6との積分によって出カー角速度転全供給する。こ
のことは、ブロック130によって示されている。
角速度から積分によって、減速ギヤの出力側に角度へか
生じる。これは、ブロック132により図示されている
。ばね弾性的連結部材30は、一方の終端が位置定めさ
るべき、回転運動部材と連結されており、また連結部材
30の他方の終端は、減速ギヤの出力軸と連結されてい
る。位置定めされる部材10の角速度と、減速ギヤ26
の出力軸との差Δψ。は、この実施例では、加算点13
4で形成される。伝達関数l/84:有するブロック1
36における積分によって、位置角度の差Δへ、従って
はネ弾性的連結部材30のねじれが得られる。定数11
e有するブロック138によって図示されているばね特
性に応じて、ばね弾性的連結部材30に働くトルクMF
Oが得られる。このトルクMFOに、トルクMFDが重
畳される。このトルクMF’Dは、係数によ、(ブロッ
ク139により図示)を有する。ねじれ角度の変化に比
例し、また連結部材30の減衰を表わす。生成される合
成トルクは、MFG ” MFO十MFDであり、この
トルクは、この実施例では加算点141で形成される。
生じる。これは、ブロック132により図示されている
。ばね弾性的連結部材30は、一方の終端が位置定めさ
るべき、回転運動部材と連結されており、また連結部材
30の他方の終端は、減速ギヤの出力軸と連結されてい
る。位置定めされる部材10の角速度と、減速ギヤ26
の出力軸との差Δψ。は、この実施例では、加算点13
4で形成される。伝達関数l/84:有するブロック1
36における積分によって、位置角度の差Δへ、従って
はネ弾性的連結部材30のねじれが得られる。定数11
e有するブロック138によって図示されているばね特
性に応じて、ばね弾性的連結部材30に働くトルクMF
Oが得られる。このトルクMFOに、トルクMFDが重
畳される。このトルクMF’Dは、係数によ、(ブロッ
ク139により図示)を有する。ねじれ角度の変化に比
例し、また連結部材30の減衰を表わす。生成される合
成トルクは、MFG ” MFO十MFDであり、この
トルクは、この実施例では加算点141で形成される。
このトルク”FGは、加算点140において、減衰モー
メントにより修正された、第1のトルク発生器18のト
ルクMDに重畳されている。
メントにより修正された、第1のトルク発生器18のト
ルクMDに重畳されている。
ねじれたばね弾性的連結部材30も、同様に、位置定め
される、回転運動する部材10に係合する。
される、回転運動する部材10に係合する。
適応型制限器58によって制限される調整信号UD8は
、連結分岐40を介して第2のトルク発生器22の入力
側に信号を発生させる。連結分岐40は、低減フィルタ
142及び積分器144を有する。記載の実施例は、制
御器の機能を、連結分岐とトルク発生器、減速ギヤ、及
びばね弾性的連結部材で表わしている。この実施例に基
き構成される装置は、次のように動作する。
、連結分岐40を介して第2のトルク発生器22の入力
側に信号を発生させる。連結分岐40は、低減フィルタ
142及び積分器144を有する。記載の実施例は、制
御器の機能を、連結分岐とトルク発生器、減速ギヤ、及
びばね弾性的連結部材で表わしている。この実施例に基
き構成される装置は、次のように動作する。
制御偏差が大きい場合は、第4図に図示てれている適応
型制限器の特性に従って、第1の制御器36の調整信号
は著しく制限される。第1制御器36は、実際には・動
作しない。このことによって、帯域幅が比較的広いため
に非常に迅速に応答する第1制御器が、制御偏差が大き
い場合に大きなトルクを形成することが防止される。そ
のようなトルクはそのままにしておけばグー2〆lば、
第2制御器38によって障害トルクと見做されることと
なる。第2制御器は、そうすればこの障害と見做される
こととなるトルク全阻止しようとする。上記2つのトル
ク発生器は、相互に阻止し合うように動作することとな
υこれによって、第2トルク発生器に後置接続されてい
る減速ギヤのために、第1トルク発生器の中に、連続動
作中に、強い電流が発生することとなる。
型制限器の特性に従って、第1の制御器36の調整信号
は著しく制限される。第1制御器36は、実際には・動
作しない。このことによって、帯域幅が比較的広いため
に非常に迅速に応答する第1制御器が、制御偏差が大き
い場合に大きなトルクを形成することが防止される。そ
のようなトルクはそのままにしておけばグー2〆lば、
第2制御器38によって障害トルクと見做されることと
なる。第2制御器は、そうすればこの障害と見做される
こととなるトルク全阻止しようとする。上記2つのトル
ク発生器は、相互に阻止し合うように動作することとな
υこれによって、第2トルク発生器に後置接続されてい
る減速ギヤのために、第1トルク発生器の中に、連続動
作中に、強い電流が発生することとなる。
従って、調整運動は、まず、第2制御器38と、後置接
続された減速ギヤ26を有する第2トルク発生器22と
によって行われる。小さい制御偏差に到達すると初めて
、位置定めされるべき、運動する部材10と直接に連結
されて1いる第1トルク発生器18を有する第1制御器
36が作用する。適応型制限器58の限界値は増大し、
非常に迅速に、トルクが第1トルク発生器18に発生す
る。それによって、第1トルク発生器18は、回転運動
72部材10を精密に位置定めすることができる。第2
トルク発生器22が摩擦やゆるみの結果、最終的な小さ
な制御偏差で停止する場合にも、第1トルク発生器は、
前述のように動作することができる。第1トルク発生器
18は、その際、第2トルク発生器22及び減速ギヤ2
6に対抗して動作する必要はない。むしろ、第1トルク
発生器18は、ばね弾性的連結部材30のトルクに比例
するねじれを引き起こす。
続された減速ギヤ26を有する第2トルク発生器22と
によって行われる。小さい制御偏差に到達すると初めて
、位置定めされるべき、運動する部材10と直接に連結
されて1いる第1トルク発生器18を有する第1制御器
36が作用する。適応型制限器58の限界値は増大し、
非常に迅速に、トルクが第1トルク発生器18に発生す
る。それによって、第1トルク発生器18は、回転運動
72部材10を精密に位置定めすることができる。第2
トルク発生器22が摩擦やゆるみの結果、最終的な小さ
な制御偏差で停止する場合にも、第1トルク発生器は、
前述のように動作することができる。第1トルク発生器
18は、その際、第2トルク発生器22及び減速ギヤ2
6に対抗して動作する必要はない。むしろ、第1トルク
発生器18は、ばね弾性的連結部材30のトルクに比例
するねじれを引き起こす。
第1のトルク発生器18に、調整器36の位置信号が適
応型制限器58を介して現われている間は、積分器14
4を備えた結合分路40金介して第2のトルク発生器2
2の入力側に信号が形成される。この信号によって、位
置決めを行なうべき回転運動部材10を目標値信号によ
り定められた位置まで回転させるように第2のトルク発
生器22の調整が行なわれる。前述の結合分路40は、
両方のトルク発生器18と22が相互に逆方向に動作す
るのを防止する。
応型制限器58を介して現われている間は、積分器14
4を備えた結合分路40金介して第2のトルク発生器2
2の入力側に信号が形成される。この信号によって、位
置決めを行なうべき回転運動部材10を目標値信号によ
り定められた位置まで回転させるように第2のトルク発
生器22の調整が行なわれる。前述の結合分路40は、
両方のトルク発生器18と22が相互に逆方向に動作す
るのを防止する。
寧ろ、第2のトルク発生器22を用いての”トリミング
″により第1のトルク発生器18の動作点が目標値にセ
ツティングされるのである。
″により第1のトルク発生器18の動作点が目標値にセ
ツティングされるのである。
低域フィルタ142により比較的に高周波の障害の影響
が抑圧される。
が抑圧される。
結合分路40が適応形制限器58に後置接続され分岐さ
れていることによって、制御偏差がまだ大きい間は、即
ち粗調整中であれば、第2のトルク発生器22が第1の
調整器36の位置信号の影響を実質的に受けることのな
いようにされている。
れていることによって、制御偏差がまだ大きい間は、即
ち粗調整中であれば、第2のトルク発生器22が第1の
調整器36の位置信号の影響を実質的に受けることのな
いようにされている。
適応形制限器58の入力側では以下の手法により望まし
くない大きな信号が形成されないようにしである。即ち
、比較的長時間の調整動作過程中に調整器36のニーチ
ャネル50によって積分される比較的大きな制御偏差が
発生されるのである。それ数制御偏差が所定信金上まわ
っているかぎり、つまシ例えば適応形?i?IJ限器5
8の限界値が最lト値に制限されているかぎり、第1の
調整器36のニーチャネル50は遮断されているのであ
る。
くない大きな信号が形成されないようにしである。即ち
、比較的長時間の調整動作過程中に調整器36のニーチ
ャネル50によって積分される比較的大きな制御偏差が
発生されるのである。それ数制御偏差が所定信金上まわ
っているかぎり、つまシ例えば適応形?i?IJ限器5
8の限界値が最lト値に制限されているかぎり、第1の
調整器36のニーチャネル50は遮断されているのであ
る。
第1図には、回転運動部材と直接接続されている第1の
トルク・発生器少よび減速ギヤ装置とねじシばねを介し
て前記回転運動部材と駆動接続状態にある第2のトルク
発生器を有する本願の調整駆動装置の機械的構造が概略
的に示されている。 第2図のブロック図により本願の調整駆動装置の原理が
図解で説明されている。 第6図は第2図に類似したブロック図であるが、2つの
制御回路およびこれら制御回路の結合部を有する本願の
調整駆動装置のモデル構造が細部にわ友って示されてい
る。 第4図では、第3図の適応形制限器の限界値の制御偏差
への依存性が示されている。 10・・・回転運動部材、14.16・;・軸受は部、
18・・・第1のトルク発生器、20・・・角度測定器
、22・・・第2のトルク発生器、26・・・減速ヤア
、30・・・結合部材、36・・・第1の調整器、38
・・・第2の調整器、40・・・結合分路、52.58
゜90・・・制限器、56,76.88.98,106
・・・加算点、124・・・乗算素子、142・・・低
域フィルタ、144・・・積分器。 シ 手 続 補 正 書 (方式) %式% 事件の表示 平成 1 年 特許願 第 112347 号発明の
名称 回転運動部材を調整するための調整駆動装置3゜ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 5、補正命令の日付 平成 1年 6、補正の対象 8月29日(発送口)
トルク・発生器少よび減速ギヤ装置とねじシばねを介し
て前記回転運動部材と駆動接続状態にある第2のトルク
発生器を有する本願の調整駆動装置の機械的構造が概略
的に示されている。 第2図のブロック図により本願の調整駆動装置の原理が
図解で説明されている。 第6図は第2図に類似したブロック図であるが、2つの
制御回路およびこれら制御回路の結合部を有する本願の
調整駆動装置のモデル構造が細部にわ友って示されてい
る。 第4図では、第3図の適応形制限器の限界値の制御偏差
への依存性が示されている。 10・・・回転運動部材、14.16・;・軸受は部、
18・・・第1のトルク発生器、20・・・角度測定器
、22・・・第2のトルク発生器、26・・・減速ヤア
、30・・・結合部材、36・・・第1の調整器、38
・・・第2の調整器、40・・・結合分路、52.58
゜90・・・制限器、56,76.88.98,106
・・・加算点、124・・・乗算素子、142・・・低
域フィルタ、144・・・積分器。 シ 手 続 補 正 書 (方式) %式% 事件の表示 平成 1 年 特許願 第 112347 号発明の
名称 回転運動部材を調整するための調整駆動装置3゜ 補正をする者 事件との関係 特許出願人 5、補正命令の日付 平成 1年 6、補正の対象 8月29日(発送口)
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、回転運動部材(10)を目標値信号によつて前以つ
て決められる値に設定するための調整駆動装置において
、 (a)回転運動部材(10)の位置を表す実際値信号を
発生する角度捕捉装置(20)と、(b)実際値信号と
目標値信号との差が調整偏差信号として加えられかつ第
1の調整信号 を発生する第1の調整器(36)と、 (c)当該回転子が前記回転運動部材(10)に直接連
結されておりかつ前記第1の調整 器(36)の前記第1の調整信号が加えら れる第1のトルク発生器(18)と、 (d)実際値信号と目標値信号との差が調整偏差信号と
して加えられて、第2の調整信号 を発生する第2の調整器(38)と、 (e)該第2の調整器(38)の第2の調整信号が加え
られる第2のトルク発生器(22)と、 (f)入力部材(24)が前記第2のトルク発生器(2
2)の回転子に連結されておりか つ出力部材(28)が前記回転運動部材 (10)と駆動連結されている変速機 (26)と、 (g)前記第2のトルク発生器(22)が前記変速機(
26)を介して位置定めすべき部 材(10)の、比較的大きなトルクを用い た粗設定調整を行ないかつ前記第1のトル ク発生器がこのような粗設定調整後に微設 定調整を行なうように、前記2つの調整器 (36、38)の調整回路の機械的および /または信号的結合のための手段(30、 40、58)と、 を具備したことを特徴とする回転運動部材を調整するた
めの調整駆動装置。 2、ばね弾性的な結合部材(30)が一方において変速
機(26)に連結されており、他方において回転運動部
材(10)に連結されていることを特徴とする請求項1
記載の回転運動部材を調整するための調整駆動装置。 3、第1の調整器(36)は、調整偏差信号によつて制
御される適応形制限器(58)を含んでおり、該適応形
制限器によつて第1の調整信号が、調整偏差が大きくな
るに従つて最小値まで低減される最大値に制限されるよ
うにしたことを特徴とする請求項1又は2記載の回転運
動部材を調整するための調整駆動装置。 4、第1の調整器(36)の調整信号は結合分路(40
)を介して第2のトルク発生器 (22)の入力信号を、第1の調整信号が消失するまで
前記第2のトルク発生器がトルクを形成するよりに、制
御することを特徴とする請求項1から3までのいずれか
1項記載の回転運動部材を調整するための調整駆動装置
。 5、結合分路(40)は積分器(144)を含んでいる
ことを特徴とする請求項4記載の回転運動部材を調整す
るための調整駆動装置。 6、結合分路(40)は付加的に低域フィルタ(142
)を含んでいることを特徴とする請求項5記載の回転運
動部材を調整するための調整駆動装置。 7、結合分路(40)は適応形制限器(58)の後で分
岐されていることを特徴とする請求項3又は4記載の回
転運動部材を調整するための調整駆動装置。 8、第1および第2の調整器(36、38)はPI調整
器であることを特徴とする請求項1から7までのいずれ
か1項記載の回転運動部材を調整するための調整駆動装
置。 9、第1の調整器(36)は第2の調整器 (38)より著しく大きな帯域幅を有している請求項8
記載の回転運動部材を調整するための調整駆動装置。 10、第1の調整器(36)のIチャネル(50)は、
調整偏差信号が前以つて決められた値を上回るまで遮断
されていることを特徴とする請求項8又は9記載の回転
運動部材を調整するための調整駆動装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3814810A DE3814810A1 (de) | 1988-05-02 | 1988-05-02 | Stellantrieb zum einstellen eines drehbeweglichen elements |
| DE3814810.2 | 1988-05-02 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02204808A true JPH02204808A (ja) | 1990-08-14 |
Family
ID=6353364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1112347A Pending JPH02204808A (ja) | 1988-05-02 | 1989-05-02 | 回転運動部材を調整するための調整駆動装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5013986A (ja) |
| EP (1) | EP0340627A3 (ja) |
| JP (1) | JPH02204808A (ja) |
| DE (1) | DE3814810A1 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07168625A (ja) * | 1991-05-24 | 1995-07-04 | Agency Of Ind Science & Technol | 位置決め制御方法及び装置 |
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| AU2018317941B2 (en) | 2017-08-17 | 2023-11-09 | Fastbrick Ip Pty Ltd | Laser tracker with improved roll angle measurement |
| US11958193B2 (en) | 2017-08-17 | 2024-04-16 | Fastbrick Ip Pty Ltd | Communication system for an interaction system |
| CN111212799B (zh) | 2017-10-11 | 2023-04-14 | 快砖知识产权私人有限公司 | 用于传送物体的机器以及与其一起使用的多隔间转盘 |
| US12311546B2 (en) | 2018-07-16 | 2025-05-27 | Fastbrick Ip Pty Ltd | Active damping system |
| WO2020014737A1 (en) | 2018-07-16 | 2020-01-23 | Fastbrick Ip Pty Ltd | Backup tracking for an interaction system |
| CN115443363A (zh) | 2020-04-22 | 2022-12-06 | 快砖知识产权私人有限公司 | 块传送装置及用于与其一起使用的改进的夹紧组件 |
| AU2021304545B2 (en) | 2020-07-08 | 2025-12-04 | Fastbrick Ip Pty Ltd | Adhesive application system |
Family Cites Families (9)
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|---|---|---|---|---|
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