JPH03100802A - サーボ演算処理方法 - 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、速度ループを有し、速度偏差に対して積分演
算を行なうサーボ制御装置に関する。

（従来の技術） 積分を含む制御の一例としてＰＩ副制御ある。

ここでは、−数的なサーボ制御装置として速度ループの
ＰＩ副制御例にとり、以後述べることとする。ＰＩ副制
御のものについては、公知であるので説明は省くが、こ
こで特に関連してくるのは、速度偏差から操作量を算出
する道程である。

負荷イナーシャが大きい、または静止摩擦トルクが大き
い場合、始動時大トルクを必要とし、しかも、このトル
クは積分値によるところが大きい。

しかし、定常状態になった時に、積分値はある時定数を
もって変化するので、即減少せず余分なトルクとなって
速度のオーバーシュートをひき起こす。このような状況
は、トルクが飽和した時により大きく表われる。また、
積分値は、オーバーシュートないようある値で制限をか
ける必要かある。

これらによって従来ではトルクが飽和した場合、現在の
積分値を半分にして次回の積分値として使い、過大な積
分値によって操作量が飽和してサーボ系の不安定動作（
オーバーシュート等）を除いていた。

また、特開昭６１−３２１０３号公報では、入力が制限
値を越えた場合、制限された分をそのサンプリングの後
の演算にくりこして人力が制限値をオーバーしないよう
にしている。よって、これをＰＩ制御系で考えた場合、
積分値が大きく、人力制限を受けた時には、その積分値
の払い出しを時間的に延して行うため、積分項のデータ
の変化は比例項に対して大きく遅れ、制御系が不安定と
なる。

（発明が解決しようとする課題） −Ｌ述した従来の方法は、最適な積分値を得ることがで
きないため、サーボ系の不安定動作を十分に除くことが
できないという欠点がある。

本発明の目的は、最適な積分値が得られ、安定したサー
ボ系を構成することができるサーボ演算処理方法を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明のサーボ演算処理効果は 今回比例値を６１、今回積分値をｌｔ＋前回比例値をε
ｔ−１、前回積分値をＩｔ−１、）’ルク制限値をＴ、
Ｉｌｌ、前回トルク指令をＴｔ−、、ゲインをＫ、速度
ループゲインをに９としたとき、ｉｔ≦０またはｉｔ＞
Ｏかつεｔ≦ｉ、のときトルク飽和しない操作量（Ｔ目
、、、／Ｋｖ）にＫをかけ、これを前回の操作量（Ｔ　
ｔ−＋　／に９）と比較して、後者の方が大きい場合、
に（ＴＩ、１／にｖ）−（Ｔｔ−＋／にｌ＋１ｔ−１を
算出し、この値が正で、ｉｔより小さければ、この値を
ｉｔとする。

（作用） 最適な積分値をゲイン、操作量制限値、前回サンブリジ
グ処理のデータから逆算し求めるので、安定したサーボ
系を構成することができる。

（実施例） 次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

第１図は本発明のサーボ演算処理方法の一実施例を示す
流れ図、第２図はサーボ制御装置のブロック線図である
。

第２図において、Ｗｒは速度指令、Ｗは速度、Ｗ　ｅ　
ｒ　ｒは速度偏差、Ｔ、は積分時定数、Ｋｖは速度ルー
プゲイン、Ｔｒはトルク指令、ＴＬは負荷（外乱）トル
ク、Ｊは系の全イナーシャを示す。

本実施例ではトルク飽和を監視し、飽和した場合には次
式 ここで、Ｔ　ｌｉａ＋はトルク制限値 Ｔ　ｔ−＋は前回トルク指令 にはゲイン ｉ’ｔ−＋は前回積分値 により求めるものである。以下、そのアルゴリズ！、を
第１図により説明する。

まず、従来と同様に今回比例値εｔ、今回積分値ｉｔ等
操作量を算出する。

ここで、εｔの符号判別を行うが、基本的に算出方法は
同じなのでεｔくＯの場合は省く。

次に、εｔ、１ｔが同符号で、しかも積分値Ｉｔが比例
値εｔを越える場合、積分制限モードへと入る（ステッ
プ１，２）。積分値１１が相対的に小さい時には影響が
少ないと考えられるので通常モードへともどる。εｔが
正、ｉｔが負という場合では、ｉｔがトルクを減少させ
る方向（正転から急転停止、即逆転となワた状態）とな
るので、εｔ＞＜ｉｔの条件をとらずに積分制限モード
へ入る。積分制限モードでは式（１）の計算を行い、各
条件によって通常モードへと分岐する。まけ、これと前
回操作量と比較をして（ステップ３．４）、前者が大き
い、つまり一トルク飽和にならないと考えられる場合、
通常モードへ入る。ゲインには、トルク飽和付近でのヒ
ステリシスを抑えるため、Ｋ＝１．２〜１．４に設定す
る、操作量の差すに前回積分値１１−＋を加算して、最
適積分の値Ｃを算出する（ステップ５）。Ｃが負の場合
には、トルク減少となるので条件から除き（ステップ６
）、Ｃとｉｔを比較して（ステップ７）、Ｃの方が小さ
ければＣを今回の積分値ｉｔとする（ステップ８）。

なお、以上のソフトウェア演算は、第２図の＊印のブロ
ックで行なわれる。

〔発明の効果〕

以上説明したように未発明は、最適な積分値をゲイン操
作量制限値、前回サンプリング処理のデータから逆算し
て求め、負荷イナーシャ大、静止摩擦トルク大、トルク
制限中によって積分値過大によるトルク飽和時に最適な
積分値に制限することでサーボ系の不安定要素を除き、
しかも必要分の操作量を確保でき、指令の符号切替時の
積分値の応答性を向上させることが可能となり、また同
時に積分値のオバーフローも防止することができる効果
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のサーボ演算処理方法の一実施例を示す
流れ図、第２図はサーボ制御装置のブロック線図である
。 １〜８・・・ステップ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、速度ループを有し、速度偏差に対して積分演算を行
   なうサーボ制御装置において、 今回比例値をε＿ｔ、今回積分値をｉ＿ｔ、前回比例値
   をε＿ｔ＿−＿１、前回積分値をｉ＿ｔ＿−＿１、トル
   ク制限値をＴ＿ｉ＿ｉ＿ｍ、前回トルク指令をＴ＿ｔ＿
   −＿１、ゲインをＫ、速度ループゲインをＫ＿ｖとした
   とき、ｉ＿ｔ≦０またはｉ＿ｔ＞０かつε＿ｔ≦ｉ＿ｔ
   のときトルク飽和しない操作量（Ｔ＿ｉ＿ｉ＿ｍ／Ｋ＿
   ｖ）にＫをかけ、これを前回の操作量（Ｔ＿ｔ＿−＿１
   ／Ｋ＿ｖ）と比較して、後者の方が大きい場合、Ｋ（Ｔ
   ＿ｉ＿ｉ＿ｍ／Ｋ＿ｖ）−（Ｔ＿ｔ＿−＿１／Ｋ＿ｖ）
   ＋ｉ＿ｔ＿−＿１を算出し、この値が正で、ｉ＿ｔより
   小さければ、この値をｉ＿ｔとするサーボ演算処理方法
   。