JPH03121504A - 数値制御装置のサーボパラメータ設定方式 - 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】 技術分野 本発明は数値制御装置のサーボパラメータ設定方式に関
し、特にディジタル制御方式の数値制御装置のサーボパ
ラメータ設定方式に関するものである。

従来技術 ディジタル制御方式の数値制御装置においては、サーボ
パラメータ（位置ループゲイン、速度ループゲイン、速
度ループ遅れ補償、速度ループ進み補償、電流ループゲ
イン等）を設定する場合、機械仕様と制御装置の装置構
成とにより決定される基準的なサーボパラメータを設定
し、しかる後に機械の負荷仕様に合せた微調整を必要と
している。

この場合のサーボパラメータの微調整の設定は、人手に
より行われているのが一般的であり、よって調整する技
術者としては高度な専門的知識と経験とが要求されると
いう問題がある。

発明の目的 そこで、本発明はこの様な従来技術の問題点を解消すべ
くなされたものであって、その目的とするところは、数
値制御装置のサーボパラメータを機械の負荷仕様に合致
する様最適に調整する場合に、自動的に人手を頼ること
なく容易に行うことができるサーボパラメータの設定方
式を提供することにある。

発明の構成 本発明による数値制御装置のサーボパラメータ設定方式
は、数値制御装置の制御系の出力応答信号を得るために
必要な入力信号である基本動作指令を生成する手段と、
前記基本動作指令に対する前記制御系の応答信号を一時
記憶する記憶手段と、前記応答信号と基本動作指令信号
との差である追従誤差を検出してこの追従誤差に対応す
るサーボパラメータを算出する算出手段とを設け、この
最初に算出されたサーボパラメータを初期値として、予
め定められた設定範囲内において、サーボパラメータを
一定値づつ変化せしめ、その都度前記基本動作指令に対
する前記追従誤差を検出してそれに対応するサーボパラ
メータを算出し、前記追従誤差が最小追従誤差となった
ときのサーボパラメータを最適なパラメータとするよう
にしたことを特徴とする。

実施例 以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳細に説明す
る。

第１図は本発明の実施例のシステムブロック図である。

図において、サーボパラメータ記憶部１は、機械仕様と
制御装置の構成等により決定される標準的なサーボパラ
メータが記憶されている他、最適サーボパラメータの算
出過程における途中のサーボパラメータ（パラメータ算
出部５により算出されるパラメータである）をも−時的
に記憶する。

基本動作指令記憶部２は、サーボパラメータ記憶部１で
記憶されているパラメータによって一部特徴づけられる
制御系６の出力応答信号を得るために必要な入力信号で
ある基本動作指令を記憶するものである。

サーボパラメータ設定範囲記憶部３は、得られるべきサ
ーボパラメータの設定範囲を予め格納したメモリであり
、応答信号記憶部４は基本動作指令に対する制御系６の
出力応答を一時的に記憶するメモリである。

パラメータ算出部５は制御系６に対する最適パラメータ
の算出処理をなす演算処理部であり、制御系６は被制御
対象となる機械の負荷仕様とサーボパラメータ記憶部１
に記憶されたパラメータとにより特徴づけられる系であ
る。

パラメータ算出部５は規範モデル記憶部５１、システム
同定部５２及びパラメータ演算部５３からなっている。

規範モデル記憶部５１は制御系６の伝達関数の規範とな
るモデルを記憶するメモリ部である。

システム同定部５２はこの規範モデルに関するパラメー
タを求めるものであり、制御系６に基本動作指令が入力
された場合における応答波形と、規範モデルに同様の入
力が印加された場合の応答波形との差（パラメータの推
定誤差）が最小（零）になるような規範モデルのパラメ
ータを、基本指令、出力応答波形、サーボパラメータ記
憶部１に記憶されているパラメータの値により算出する
機能を有している。

パラメータ演算部５３はシステム同定部５２において同
定されたサーボ系に対して最も安定した系になるサーボ
パラメータを算出する機能を有している。

第２図（Ａ）、（Ｂ）は第１図のシステムブロックの動
作を示すフローチャートである。先ず、サーボパラメー
タ記憶部１に、機械仕様と制御装置の装置構成等により
決定される標準的なサーボパラメータが予め設定される
（ステップ２０）。

そして、基本動作記憶部２に記憶されている動作パター
ンを制御系６へ入力してサーボ系を動作させ、基本動作
の実行を行い（ステップ２１）、その出力結果である応
答信号が応答信号記憶部４に記憶される（ステップ２２
）。

次に、この応答信号記憶部４に記憶されている応答結果
を用いて、パラメータ算出部５内のシステム同定部５２
にて、規範モデル記憶部５１に予め記憶されている制御
系６の伝達関数の規範となるモデルに従った制御系６の
システム同定が行われる（ステップ２３）。

すなわち、制御系６に対して基本動作指令を基本動作指
令記憶部２から入力した場合の制御系６の応答波形（こ
の応答波形は、ステップ２２にて既に応答信号記憶部４
に格納されている）と、基本動作指令の入力による規範
モデルの応答波形との差が最小（零）になるような規範
モデルのパラメータが、基本指令、出力応答信号、サー
ボパラメータ記憶部１に現在設定されているパラメータ
により算出される（ステップ２４）。以上の動作がシス
テム同定動作である。この算出パラメータはパラメータ
記憶部１に記憶される（ステップ２５）。

更に、この同定されたサーボ系が最も安定した系になる
ようなサーボパラメータが、パラメータ演算部５３にて
以下の方法で算出されることになる。

先ず、パラメータ記憶部１に格納されている算出パラメ
ータを用いて制御系６の基本動作を実行しくステップ２
６）、そのときの応答信号を得て応答信号記憶部４に記
憶する（ステップ２７）。

この得られた応答信号と基本動作指令信号との差、すな
わち追従誤差を、追従誤差が最小のものとして追従誤差
最小値にセットする（ステップ２８）。同時にこのとき
のパラメータを追従誤差が最小の時のパラメータＰＯと
して記憶部１に保存する（ステップ２９）。このパラメ
ータＰＯを用いて、パラメータの再調整が以下の手順で
実行されることになる。

先ず、パラメータの再設定のための試行回数Ｎ（任意の
値）とパラメータの調整幅ＰＳとがセットされる（ステ
ップ３０）。ＰＳはモータ、アンプ等のハードウェアに
より制限される設定可能なサーボパラメータの範囲であ
り、サーボパラメータ設定範囲記憶部３に予め設定され
ていても良い。

これ等Ｎ及びＰＳから調整を行うパラメータの初期値Ｐ
１と増分値ΔＰが次式より得られる（ステップ３１）。

ＰＬ　　＝ＰＯ−Ｐｓ　　／２．　　　　ΔＰ−Ｐｓ／
Ｎ次にパラメータをＰｌを初期値として、ΔＰづつ増加
させ、各パラメータでの追従誤差を求め、この追従誤差
が最小となるときのパラメータを記憶部１に最終的に格
納し、これが制御系６に対する最適な調整パラメータと
なるのである。以上の動作手順がステップ３２〜３８に
示されている。

本発明に関連するサーボパラメータとしては、位置ルー
プゲイン、速度ループゲイン、速度ループ遅れ／進み補
償、電流ループゲイン等があるが、これ等全てのサーボ
パラメータについて夫々に第２図に示した手順で最適パ
ラメータ調整を行えば良い。しかしながら、数値制御系
の場合に最も問題となるのは、速度に関するパラメータ
であるので、このパラメータに関してのみ調整を行って
も良いものである。

発明の効果 以上詳述した如く、本発明によれば数値制御装置のサー
ボパラメータを、機械の負荷仕様に合致し得る様に自動
的に調整し設定することができるので、未経験者でもサ
ーボ系の調整が容易になるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のシステムプロップ図、第２図
（Ａ）、（Ｂ）は本発明の実施例の動作を示すフローチ
ャートである。 主要部分の符号の説明 １・・・・・・サーボパラメータ記憶部２・・・・・・
基本動作指令記憶部 ４・・・・・・応答信号記憶部 ５・・・・・・パラメータ算出部 ６・・・・・・制御系

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）数値制御装置の制御系の出力応答信号を得るため
   に必要な入力信号である基本動作指令を生成する手段と
   、前記基本動作指令に対する前記制御系の応答信号を一
   時記憶する記憶手段と、前記応答信号と基本動作指令信
   号との差である追従誤差を検出してこの追従誤差に対応
   するサーボパラメータを算出する算出手段とを設け、こ
   の最初に算出されたサーボパラメータを初期値として、
   予め定められた設定範囲内において、サーボパラメータ
   を一定値づつ変化せしめ、その都度前記基本動作指令に
   対する前記追従誤差を検出してそれに対応するサーボパ
   ラメータを算出し、前記追従誤差が最小追従誤差となっ
   たときのサーボパラメータを最適なパラメータとするよ
   うにしたことを特徴とする数値制御装置のサーボパラメ
   ータ設定方式。