JPH0259910A - 可変ゲイン積分比例補償器 - Google Patents
可変ゲイン積分比例補償器Info
- Publication number
- JPH0259910A JPH0259910A JP21078388A JP21078388A JPH0259910A JP H0259910 A JPH0259910 A JP H0259910A JP 21078388 A JP21078388 A JP 21078388A JP 21078388 A JP21078388 A JP 21078388A JP H0259910 A JPH0259910 A JP H0259910A
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- Japan
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- gain
- value
- integrator
- speed
- compensator
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、サーボ制御系の積分比例補償器に関する。
第３図（ａ）は、定速往動したのち高速往動する動作を
くりかえす機構、例えば、複写機のスキャン機構を駆動
するサーボモータ（従って、スキャン部）の速度パター
ンを示し、第４図は上記スキャン機構を示す。第４図に
おいて、１はワイヤ、２はプーリ、３はミラー ４はカ
ップリング、５はサーボモータ、６は制御装置であり、
サーボモタ５の過渡応答性を良好にするため、例えば、
第５図に示す構成の積分比例補償器を有している。
くりかえす機構、例えば、複写機のスキャン機構を駆動
するサーボモータ（従って、スキャン部）の速度パター
ンを示し、第４図は上記スキャン機構を示す。第４図に
おいて、１はワイヤ、２はプーリ、３はミラー ４はカ
ップリング、５はサーボモータ、６は制御装置であり、
サーボモタ５の過渡応答性を良好にするため、例えば、
第５図に示す構成の積分比例補償器を有している。
同図において、１０はＡ／Ｄ変換器であって、ステップ
状の速度指令（アナログ信号）ｒをデジタル値の速度指
令（信号）Ｒに変換する。１１は積分比例補償器であっ
て、積分器１２、比例増幅器１３を有しており、その出
力はＤ／Ａ変換器１５を通してモータ駆動部（電流増幅
器）１６に供給される。１７はパルスジェネレータであ
って、サーボモータ５の回転角度を検出する。１８は速
度検出器であって、パルスジェネレータ１７の出力を取
り込で、サーボモータ５の回転速度を検出し、速度フィ
ードバック信号ｒを作成する。この速度フィードバック
信号ｆは、積分比例補償器ｌｌ内で、Ａ／Ｄ変換器１０
が送出する速度指令信号Ｒと突き合わされ、その偏差ε
が積分器１２に入力される。
状の速度指令（アナログ信号）ｒをデジタル値の速度指
令（信号）Ｒに変換する。１１は積分比例補償器であっ
て、積分器１２、比例増幅器１３を有しており、その出
力はＤ／Ａ変換器１５を通してモータ駆動部（電流増幅
器）１６に供給される。１７はパルスジェネレータであ
って、サーボモータ５の回転角度を検出する。１８は速
度検出器であって、パルスジェネレータ１７の出力を取
り込で、サーボモータ５の回転速度を検出し、速度フィ
ードバック信号ｒを作成する。この速度フィードバック
信号ｆは、積分比例補償器ｌｌ内で、Ａ／Ｄ変換器１０
が送出する速度指令信号Ｒと突き合わされ、その偏差ε
が積分器１２に入力される。
コピー動作に入る前には、ミラー３は基準位置くホーム
位置）に移動して停止している。制御装置６は、ステッ
プ状の速度指令を受けて、サーボモータ５を回転させ、
ミラー３をこのホーム位置から定速で原稿の終端まで移
動させ、停止させることなくホーム位置へ復動させる。
位置）に移動して停止している。制御装置６は、ステッ
プ状の速度指令を受けて、サーボモータ５を回転させ、
ミラー３をこのホーム位置から定速で原稿の終端まで移
動させ、停止させることなくホーム位置へ復動させる。
コピー枚数が増えると、このサイクル動作が繰り返さ
れるが、サイクル動作開始時のサーボモータ５の速度（
初期速度ｆｏ）には、第３図（ｂ）に、ｒｏｏ、ｆｏｌ
、ｆ０２で示すようにバラツキが生じる。 上記積分比
例補償器１１の積分器１２の出力Ｕは、第２図（Ｃ）に
点線で示す如く、サーボモータ５の実速度ｒが速度指令
値ｒに一致する時点まで増加し続け、上記偏差εが負の
値となると、減少に転じ、遂には定常値Ｕｉｓに落ち着
くが、積分器１２のゲインＫｉは一定であるので、上記
初期速度（負の値）ｆｏが大きくなると、積分器１２の
上記出力Ｕの最大値が対応して増大する。
れるが、サイクル動作開始時のサーボモータ５の速度（
初期速度ｆｏ）には、第３図（ｂ）に、ｒｏｏ、ｆｏｌ
、ｆ０２で示すようにバラツキが生じる。 上記積分比
例補償器１１の積分器１２の出力Ｕは、第２図（Ｃ）に
点線で示す如く、サーボモータ５の実速度ｒが速度指令
値ｒに一致する時点まで増加し続け、上記偏差εが負の
値となると、減少に転じ、遂には定常値Ｕｉｓに落ち着
くが、積分器１２のゲインＫｉは一定であるので、上記
初期速度（負の値）ｆｏが大きくなると、積分器１２の
上記出力Ｕの最大値が対応して増大する。
このため、サーボモータ５の初期速度「０が大きくなる
と、往動開始時のオーバシュートが波形Ａ−Ｂ−Ｃに示
す如く大きくなって、その整定までに時間がかかり、コ
ピー動作開始時の複写画像に悪影響が出る。第３図ｆｂ
ｌにおいて、波形Ａは最初のコピー動作開始時の波形、
Ｂ、Ｃは複数回目のサイクル動作開始時の波形である。
と、往動開始時のオーバシュートが波形Ａ−Ｂ−Ｃに示
す如く大きくなって、その整定までに時間がかかり、コ
ピー動作開始時の複写画像に悪影響が出る。第３図ｆｂ
ｌにおいて、波形Ａは最初のコピー動作開始時の波形、
Ｂ、Ｃは複数回目のサイクル動作開始時の波形である。
この発明は上記問題を解消するためになされたもので、
制御対象の動作初期値にバラツキがあっても、該バラツ
キに影響されない過渡応答特性を得ることができる可変
ゲイン積分比例補償器を提供することを目的とする。
制御対象の動作初期値にバラツキがあっても、該バラツ
キに影響されない過渡応答特性を得ることができる可変
ゲイン積分比例補償器を提供することを目的とする。
本発明は上記問題を解消するためになされたもので、指
令値と制御対象からのフィードバック値との偏差を積分
する所定ゲインの積分器と、上記フィードバンク値を入
力とする比例増幅器を有するサーボ制御系の積分比例補
償器において、上記偏差が所定値に達するまでは、上記
積分器のゲインが上記所定ゲインよりも低値とされる構
成としたものである。
令値と制御対象からのフィードバック値との偏差を積分
する所定ゲインの積分器と、上記フィードバンク値を入
力とする比例増幅器を有するサーボ制御系の積分比例補
償器において、上記偏差が所定値に達するまでは、上記
積分器のゲインが上記所定ゲインよりも低値とされる構
成としたものである。
本発明では、ステップ状の指令値に対する制御対象の応
答度が所定レベルに達するまでは、積分器のゲインが低
値に保たれるので、制御対象の初期値にバラツキがあっ
ても、過渡応答特性が該バラツキに影害されることが少
ない。
答度が所定レベルに達するまでは、積分器のゲインが低
値に保たれるので、制御対象の初期値にバラツキがあっ
ても、過渡応答特性が該バラツキに影害されることが少
ない。
以下、この発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第１図は、サーボモータの制御装置を示したもので、積
分比例補償器２０がゲイン調整部１４を有している点に
おいて、第５図のものと相違する。
分比例補償器２０がゲイン調整部１４を有している点に
おいて、第５図のものと相違する。
このゲイン調整部１４は、速度指令ｒ （−Ｒ）と速度
フィードバック信号ｆを取り込んで、積分器１２のゲイ
ンＫｉＯ値を、 ｔａ）α・ｒ＞ｆである場合には、ＫＯに、（ｂｌα−
ｒ＜ｆである場合には、Ｋ １ （＞Ｋ ｏ）に但し
、０〈α〈１ に切換える。
フィードバック信号ｆを取り込んで、積分器１２のゲイ
ンＫｉＯ値を、 ｔａ）α・ｒ＞ｆである場合には、ＫＯに、（ｂｌα−
ｒ＜ｆである場合には、Ｋ １ （＞Ｋ ｏ）に但し
、０〈α〈１ に切換える。
なお、積分器１２の出力Ｕｉ、比例増幅器１３の出力Ｕ
ｐ、積分比例補償器２０の出力Ｕは、それぞれ下式で表
される。
ｐ、積分比例補償器２０の出力Ｕは、それぞれ下式で表
される。
Ｕｉ＝Ｕｉｎ−１＋Ｋｉ −Ｔ−（ｒｎ −ｆｎ）
・（１）Ｕｐｎ＝Ｋｐ−ｆ ｎ・・・・・・・・・・・
・（２）Ｕｎ＝Ｕｉｎ−Ｕｐｎ・・・・・・・・・・・
・（３）但し、Ｋｉ二積分器１２のゲイン Ｔ：サンプリング周期 ｎ：サンプリング回数 この実施例の動作を、第２図の過渡応答波形図を参照し
て説明する。第２図において、（ａ）は速度指令とサー
ボモータ５の実際速度ｆとの関係を示し、（′ｂ）はゲ
イン調整部１４の出力波形を示す、（Ｃ１は積分器１２
の出力波形を示す。
・（１）Ｕｐｎ＝Ｋｐ−ｆ ｎ・・・・・・・・・・・
・（２）Ｕｎ＝Ｕｉｎ−Ｕｐｎ・・・・・・・・・・・
・（３）但し、Ｋｉ二積分器１２のゲイン Ｔ：サンプリング周期 ｎ：サンプリング回数 この実施例の動作を、第２図の過渡応答波形図を参照し
て説明する。第２図において、（ａ）は速度指令とサー
ボモータ５の実際速度ｆとの関係を示し、（′ｂ）はゲ
イン調整部１４の出力波形を示す、（Ｃ１は積分器１２
の出力波形を示す。
ゲイン調整部１４が無い状態で、ステップ状の速度指令
ｒが与えられると、前記したように、積分器１２の出力
Ｕｉは、第２図（Ｃ１に点線で示す如く、サーボモータ
５の実際の速度ｆが速度指令ｒの値に一致する時点まで
増加し続け、偏差εが負の値となると、減少に転じ、暫
くして定常値Ｕｉｓに落ち着く。この時、サーボモータ
５は第２図（ａ）に点線で示す過渡状態を示す。過渡時
のＵｉの値は、サーボモータ５の初期速度（負の値）ｆ
ｏが大きい程、大きく、サーボモータ５のオーバシュー
トの原因となる。
ｒが与えられると、前記したように、積分器１２の出力
Ｕｉは、第２図（Ｃ１に点線で示す如く、サーボモータ
５の実際の速度ｆが速度指令ｒの値に一致する時点まで
増加し続け、偏差εが負の値となると、減少に転じ、暫
くして定常値Ｕｉｓに落ち着く。この時、サーボモータ
５は第２図（ａ）に点線で示す過渡状態を示す。過渡時
のＵｉの値は、サーボモータ５の初期速度（負の値）ｆ
ｏが大きい程、大きく、サーボモータ５のオーバシュー
トの原因となる。
本実施例では、サーボモータ５の実際の速度ｆがα・ｒ
に上昇する時点ｔ＝ｔｏまでは、即ち、サーボモータ５
の速度が、速度指令ｒに対する所定の速度到達度に達す
るまでは、積分器１２のゲインＫｉを小さな４ｆｉＫｏ
にして、積分器１２の出力増加を抑制し、α・ｒに上昇
した後はゲインＫｉを大きい値に１に切換えるので、Ｕ
ｉ −ＵｉｓＯ値が、第２図（Ｃ）に実線で示すように
低減されることになり、サーボモータ５の速度ｆを同図
（ｂｌに示すように、サーボモータ５をオーバーシュー
トさせることなく速度指令ｒの値まで昇速させることが
できる。
に上昇する時点ｔ＝ｔｏまでは、即ち、サーボモータ５
の速度が、速度指令ｒに対する所定の速度到達度に達す
るまでは、積分器１２のゲインＫｉを小さな４ｆｉＫｏ
にして、積分器１２の出力増加を抑制し、α・ｒに上昇
した後はゲインＫｉを大きい値に１に切換えるので、Ｕ
ｉ −ＵｉｓＯ値が、第２図（Ｃ）に実線で示すように
低減されることになり、サーボモータ５の速度ｆを同図
（ｂｌに示すように、サーボモータ５をオーバーシュー
トさせることなく速度指令ｒの値まで昇速させることが
できる。
従って、ミラー３がホーム位置に戻って、再び、往動す
るときの初期速度ｆＯが前回の往動開始時の初期速度と
、大きく異なっても、速度が整定するまでの過渡応答時
間は、実質的に同じにすることができ、毎回のコピー動
作開始時、良好な画質を得ることができる。
るときの初期速度ｆＯが前回の往動開始時の初期速度と
、大きく異なっても、速度が整定するまでの過渡応答時
間は、実質的に同じにすることができ、毎回のコピー動
作開始時、良好な画質を得ることができる。
なお、上記実施例では、積分器１２のゲインＫｉを段階
的に切換えているが、第２図（ｄ）に示すよに、サーボ
モータ５の実速度ｆがｒに達するまでは、連続的に変化
せさるようにしてもよい。
的に切換えているが、第２図（ｄ）に示すよに、サーボ
モータ５の実速度ｆがｒに達するまでは、連続的に変化
せさるようにしてもよい。
本発明は以上説明した通り、ステップ状の指令値に対す
る制御対象の応答度が所定レベルに達するまでは、積分
器のゲインを低値に保つ構成としたので、制御対象の初
期値にバラツキがあっても、過渡応答特性が該バラツキ
に影客されるのを防止することができる。
る制御対象の応答度が所定レベルに達するまでは、積分
器のゲインを低値に保つ構成としたので、制御対象の初
期値にバラツキがあっても、過渡応答特性が該バラツキ
に影客されるのを防止することができる。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図（ａ
）は速度指令とサーボモータの実際速度との関係を示す
波形図、第２図（ｂ）は上記実施例におけるゲイン調整
部の出力波形を示す図、第２図（Ｃ）は積分器の出力波
形を示す図、第２図（ｄ）は上記実施例におけるゲイン
調整部の他の出力波形を示す図、第３図（ａｌは従来の
積分比例補償器を有する制御装置による複写機スキャナ
駆動用サーボモータの速度パターンを示す図、第３図（
ｂ）は上記従来例の問題点を説明するための図、第４図
は上記スキャナ部の構成を示す図、第５図は上記従来の
積分比例補償器のブロック図である。 １２−積分器、１３−比例増幅器、１４・・−ゲイン調
整部。 第２図
）は速度指令とサーボモータの実際速度との関係を示す
波形図、第２図（ｂ）は上記実施例におけるゲイン調整
部の出力波形を示す図、第２図（Ｃ）は積分器の出力波
形を示す図、第２図（ｄ）は上記実施例におけるゲイン
調整部の他の出力波形を示す図、第３図（ａｌは従来の
積分比例補償器を有する制御装置による複写機スキャナ
駆動用サーボモータの速度パターンを示す図、第３図（
ｂ）は上記従来例の問題点を説明するための図、第４図
は上記スキャナ部の構成を示す図、第５図は上記従来の
積分比例補償器のブロック図である。 １２−積分器、１３−比例増幅器、１４・・−ゲイン調
整部。 第２図
Claims (2)
- （１）指令値と制御対象からのフィードバック値との偏
差を積分する所定ゲインの積分器と、上記フィードバッ
ク値を入力とする比例増幅器を有するサーボ制御系の積
分比例補償器において、上記偏差が所定値に達するまで
は、上記積分器のゲインが上記所定ゲインよりも低値と
されることを特徴とする可変ゲイン積分比例補償器。 - （２）指令値とフィードバック値の偏差が所定値に達す
るまでの上記積分器のゲインが該偏差に比例することを
特徴とする請求項１記載の可変ゲイン積分比例補償器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21078388A JP2797330B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 可変ゲイン積分比例補償器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21078388A JP2797330B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 可変ゲイン積分比例補償器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0259910A true JPH0259910A (ja) | 1990-02-28 |
| JP2797330B2 JP2797330B2 (ja) | 1998-09-17 |
Family
ID=16595063
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21078388A Expired - Lifetime JP2797330B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | 可変ゲイン積分比例補償器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2797330B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7248014B2 (en) | 2002-06-28 | 2007-07-24 | Fanuc Ltd | Motor control system |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP21078388A patent/JP2797330B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7248014B2 (en) | 2002-06-28 | 2007-07-24 | Fanuc Ltd | Motor control system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2797330B2 (ja) | 1998-09-17 |
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