JPH03149607A - サーボモータ制御装置 - Google Patents

サーボモータ制御装置

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JPH03149607A
JPH03149607A JP1289570A JP28957089A JPH03149607A JP H03149607 A JPH03149607 A JP H03149607A JP 1289570 A JP1289570 A JP 1289570A JP 28957089 A JP28957089 A JP 28957089A JP H03149607 A JPH03149607 A JP H03149607A
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Japan
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control device
positioning
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servo motor
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Makoto Nishimura
真 西村
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 E産業上の利用分Jfl この発明は、位置決め装置によって14御されるサーボ
モータ制御系の応答性、安定性が適正であるか否かを判
断させるようにしたサーボモータ制御装置に関するもの
である。
[従来の技術1 従来、位置決め装置によって制御されるサーボモータ制
御系の応答性、安定性が適正であるか否かを判断する方
法としては、オシロスコープを使用してフィードバック
波形を人の目で直接観察することによりvq断じている
[発明が解決しようとする課題1 従来、サーボモータiilIal系の応答性、安定性を
判断するにはーオシロスコープを使用する必要があり、
オシロス′:I−”fの使用方法、接続端子、判断基準
など専門的な知識も必要であり、判断に人的誤りが入る
可能性もあった。
この発明は上記のような課題を解消するためになされた
もので、オシロスコープなどの装置は不要であり、自動
的に応答性、安定性を判断させるようにしたサーボモー
タ制御装置を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段1 この発明に係るサーボモータ制御装置は、位置決め装置
とサーボ制御装置との間でデータ交信手段を有し、所定
の指令パターンでサーボモータに位置決め動作を実行さ
せるものにおいて、この位置決め動作実行中に所定の時
間間隔で偏差カウンタ値または速度フィードバック値を
取り込んで位置決め装置のメモリにデータを記憶させる
手段と、そのデータを処理して整定時間及びアンダーシ
ュート量またはオーバーシュート量を算出させる手段と
、得られた整定時間及びアンダーシュート量またはオー
バーシュート量を予め設定した所定量1品!及び所定量
と比較する手段とからなり、その比較結果に基づいて位
置フィードバックループまたは速度フィードバー!クル
ープのゲインが適正であるか否かを判断させるようにし
たものである。
[作川1 この発明におけるサーボモータ制御装置は、所定のパタ
ーンで位置決め動作を実行し、この位置決め動作実行中
に所定の時間間隔で偏差カウンタ値または速度フィード
バック値を取り込み、このデータを位置決め装置のメモ
リに記憶する。その記憶されたデータを処理して整定時
1m及びアンダーシュート量またはオーバーシュート量
を算出する。rL出された整定時間を予め設定した所定
時間と比較することによりフィードバックループのゲイ
ンが小さ過ぎないかどうか判断する。また、算出された
アンダーシェード量またはオーバーシュート量を予め設
定した所定量と比較することによりフィードバックルー
1のゲインが大き過ぎないかどうか判断する。この両判
断により、フィードバックルー1のゲインが適正である
か否かが判断される。これにより、自動的に、応答性、
安定性が適正であるか否かが′Pl断される。
[実施例1 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第1
UAにおいて、1は位置決め装置、2は位置決め装置l
のCPU、3はサーボM御装置7とのインタフェースを
行うバスI 、、/ F、4はサーボailjll装置
7の2ボートメモり10から読み出したデータを記憶す
るメモり、5は設定表示器6とのインタフェース部、6
は表示装置と繰作キーを備えた設定表示器、7はサーボ
制御装置、8はサーボ制御装置7のCPU、9は位置決
め装置lとのインタフェースを行うバスI、/F、10
は位置決め装置1とサーボttsm装置7のCPUがア
クセスできる2ボートメモリー11はサーボモータ14
に供給する電流を制御する電fi制御部、12は電力増
幅部、13はモータ電流検出器14で検出されたアナロ
グ電流値をデジタル電流値に変換するA 、/ D変換
器、14は電力増幅部12から送られるモータ電流を検
出するモータ電流検出器、15は検出器17からパルス
信号を入力し、位置フイードバツク値及び速度フィード
バック値を算出してCPU8へ送る検出器I/F=16
はサーボモータ、17はサーボモータ16の位置情報及
び速度情報を検出する検出器、18は位置決め装置Z1
とサーボ制御装置7とを接続するバスケーブルである。
次に、動作について説明する。まず、偏差カウンタ値(
指令値と位置フィードバック値との差)または速度フィ
ードバック値を取り込み、サーボ制御装N7から位置決
め装Wlに転送する方法について説明する。第2図にお
いて、クロック信号20は位置決め装置1flに内蔵さ
れているクロックが発生する信号であり、このクロック
信号20はサーボ制御装置7にもバスケーブル18によ
り送られる。このクロック信号20の1周期は3〜5t
ns位で、その間に1回だけデータが転送される。
処理Aは、サーポル制御装置7が行う処理であり、サー
ボHi制御装置7のCPU8がクロック信号20の立ち
上がりを検知したときに実行が始まり、必ずクロック信
号20の立ち下がり時までには終了しているようになっ
ている。符号31で示す部分は%理Aを実行中であるこ
とを示す。
処理Aの内容は、第3図または第9図に示すようGこ、
検出器1 / F l 5から偏差カウンタ値または速
度フィードバック値を取り込み、2ボートメモり10の
定められたエリアに書き込むことである。これによりフ
ィードバックデータはクロック信号20の1周期に1個
が2ボートメモり10にサンプリングされることになる
処理Bは、位置決め装置1が行う処理であり、位置決め
装置lのCPU2がクロック信号20の立ち下がりを検
知した時に実行が開始され、次のクロツり信号20の立
ち上がり時までには終了するようになっている。実際に
は、2ボートメモりIOをアクセスする処理が次のクロ
ック信号20の立ち上がり時までに終了していればよく
、2ボートメモりIOをアクセスしない処理はクロック
信号20に関係なく可蛯である。
処理Bの内容は第4図または第10図に示すように、2
ボートメモり10の定められたエリアから偏差カウンタ
値または速度フィードバック値を読み込み、位置決め装
置1のメモリ4に書き込むことである。以上がクロック
信号20による時間間隔で、位置決め装置1が偏差カウ
ンタ値または速度フィードバツり値のデータを読み込み
、メモリ4に記憶する手順である。
次に−第6図により偏差カウンタ値を用いた処理につい
て説明する。先ず、第5U!4の処理Cに示  すよう
に所定のパターンによる位置決め動作を実行させる。第
6図に示すように、モータ16が回転し始めると同時に
、位置決め実行中か否かをTRI断しくSl)、位置決
め実行中であれば、前述の処理Aによって検出器I、/
F15から偏差カウンタ値を取り込み2ボートメモり1
0に書き込み、処理Bによって2ボートメモり10がら
偏差カウンタ値を読みだしメモリ4に書き込む(S2)
次に、アドレスを次の偏差カウンタ値を書き込むアドレ
スに更新する(S3)。次に、位置決め完了か否かを判
断しくS4)−未完了であれば、以上の手*S2.S3
.S4を繰り返して、偏差カウンタ値をメモリ4に順次
記録する。S4で位置決めが完了であれば、今までにメ
モリ4に記憶された偏差カウンタ値を用いて整定時間T
s及びアンダーシュートil◆Sを算出する(S5)、
算出方法は後述する。rL出した整定時間Ts及びアン
ダーシュート量φSを予め設定して入力しである所定時
間Tc及び所定菫φCと比較しくS6.S7) 、Ts
 <Tcであり、かつ、φS〈φCであれば、設定表示
器6に応答性、安定性が「良好」である旨を表示する(
S8)、また、Ts<Tcでないときは[ゲイン小」と
表示しくS9)+φS〈φCでないときは[ゲイン大J
と表示して(SIO)、いずれもゲイン調整を促す。
つぎに、第8図によって、整定時間Ts及びアンダーシ
ュート量φSの算出方法を説明する。
整定時間Tsとは指令値が零になった時点POから偏差
カウンタ値がほぼ零になった時点Peまでの時間であり
、その間のデータ数nにサンプリング118間間隔すな
わちクロックの1周期tを乗じて、次式より求める。
Ts=nXt アンダーシュート量φSは、第8図に示すように、行き
過ぎ最大点Paでの偏差カウンタ値PDRの百分率であ
り、次式により求める。
KXPDRXPGN、/VFBmax 、”、100%
ここに、には定数、PDRは点P■における偏差カウン
タ値、PGNは位置フィードバックルー1ゲインであり
、第1図に示すシステムではサーボ制御系のパラメータ
として設定表示器6で設定され、メモリ4に記憶されて
おり一位置決め装M1からサーボ@御装W7へ転送され
る。VFBmaxは最大速度フィードバーIり値であり
、第8図の指令パターンでの速度がV−となるときの理
論的な速度フィードバック値である。
次に、第12図により、速度フィードバック値を用いた
処理について説明する。まず、第5図に示すように、処
理Cによって所定のパターンに−よる位置決め動作を実
行させる。この位置決め動作は、第14図に示すように
、位置制御部81からの指令は無効とし、速度制御部8
2からの指令のみに従って作動するようにし、速度指令
62として速度i、すa1部82に、例えば、第13図
に示すような速度指令(20Orpm)を500 rn
 sの特種1出力する。第12TeAにおいて、この処
理Cの位置決め動作を開始すると同時に、位置決め実行
中か否かをv11断しくSl)−位置決め実行中であれ
ば、処理Aによって検出器1./F15から速度フィー
ドバック値を取り込み2ボートメモり10に書き込み、
処理Bによって2ボートメモり10から速度フィードバ
ック値を読み出し、メモリ4に書き込む(S2)、次に
、次の速度フィードバツり値を書き込むアドレスに更新
する(S3)、位置決めが完了するまで以上の処理を繰
り返す。
位置決め動作が完了すると(S4)、今までにサンプリ
ングされ、メモリ4に蓄積、記憶された速度フィードバ
ック値(第11図)から整定時間Ts及びオーバーシュ
ートiΦSを算出する(S5)、算出方法は後述する。
算出した整定時間Ts及びオーバーシュート14)sを
所定時間Tc及び所定オーバーシュート輩ΦCと比較し
て(S6、S7)、Ts <:I”c−かつ、φS〈φ
Cが成立するときは、設定表示器6に制御系の応答性。
安定性が「良好」である旨を表示する(S8)。
また、I”s<Tcでないときは「ゲイン小」と表示し
くS9)+φS〈φCでないときは[ゲイン大」と表示
して(SIO)−いずれも速度フィードバックループの
ゲインの調整を促す。
次に、第13図によって、整定時間Ts及びオーバーシ
ュート鷲φSの算出方法を説明する。
整定時間とは、指令開始時点POから速度フィードバー
Iり値が指令値の上下10%以内(例えば20Orpm
の場合180〜220rpm)になった時点Psまでの
時間であり、その間のデータI&nにサンプリング時間
間隔すなわちクローlりの1周11fil、を乗じて、
次式により求める。
Ts=nXt オーバーシュート皺は、第13図に示す例では指令20
0rpmに対して、行き過ぎ鰻高点での速度フィードバ
ック値Va  (rpm)から[(V醜−200)、2
001 y、100%として算出される。
一般に、制御系の安定性、応答性は、主としてフィード
パ・ツクのゲインの大きさによって支配される。ゲイン
が過大であれば、応答性は良いが−オーバーシュート量
またはアンダーシュート量が増加し安定性が悪くなる。
また、ゲインが過少であれば、安定性は良いが、整定時
間が長くかかり応答性が悪くなる。そこで、その制御シ
ステムにおいて許容されるべき整定時間及びオーバーシ
ュート量またはアンダーシュート呈として所定時間Tc
及び所定輩φCを定めーこの両制限から外れないように
ゲインを調整すれば、応答性も安定性も溝間できる。i
す制御システムが得られる。
[発明の効果1 以上のように、この発明によれば、所定のパターンで位
置決め動作を実行させ、その実行中のフィードバックデ
ータから整定時間及びアンダーシュート閂またはオーバ
ーシュート量を算出し、それぞれ所定値と比較すること
により一制御系のフィードバックループのゲインが適正
であるか否かを判断させるようにしたので、オシロスコ
ープや専門知識は不要となり、応答性、安定性の良否を
客観的自動的に判断できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
図はこの発明の一実施例を示し、第1[Jはサーボモー
タ位置決め制御装置の構成図、第2図はデータ処理のタ
イミング図、第3図は偏差カウンタ値による処理Aの流
れ図、第4図は偏差カウンタ値による処理Bの流れ図、
第5図は位置決め動作の実行流れ図、第6図は偏差カウ
ンタ値による処理の流れ図、第7図は偏差カウンタ値の
メモり内記録椙成図、第8図は指令パターンと偏差カウ
ンタ値の出力波形を示す図、第9図は速度フィードバツ
り値による処理Aの流れ図、第10図は速度フィードバ
ック値による処理Bの流れ図−第11図は速度フィード
バック値のメモり内記録福成図、第12図は速度フィー
ドペッり値による処理の流れ図、第13図は指令パター
ンと速度フィードパ・フク値の出力波形を示す図、第1
4U;4は速変指令による制御の場合のブロック図であ
る。 図において、1は位置決め装置、4はメモリー6は設定
表示器、7はサーボa制御装置−10は2ボートメモり
、16はサーボモータ、17は検出器である。なお、図
中、闘−符号は闘−または相当部分を示す、 −

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)位置決め装置とサーボ制御装置との間でデータ交
    信手段を有し、所定の指令パターンでサーボモータに位
    置決め動作を実行させる制御装置において、この位置決
    め動作実行中に所定の時間間隔で偏差カウンタ値を取り
    込んで位置決め装置のメモリにデータを記憶させる手段
    と、そのデータを処理して整定時間及びアンダーシュー
    ト量を算出させる手段と、得られた整定時間及びアンダ
    ーシュート量を予め設定した所定時間及び所定量と比較
    する手段とからなり、その比較結果に基づいて位置フィ
    ードバックループのゲインが適正であるか否かを判断さ
    せるようにしたことを特徴とするサーボモータ制御装置
  2. (2)位置決め装置とサーボ制御装置との間でデータ交
    信手段を有し、所定の指令パターンでサーボモータに位
    置決め動作を実行させる制御装置において、この位置決
    め動作実行中に所定の時間間隔で速度フィードバック値
    を取り込んで位置決め装置のメモリにデータを記憶させ
    る手段と、そのデータを処理して整定時間及びオーバー
    シュート量を算出させる手段と、得られた整定時間及び
    オーバーシュート量を予め設定した所定時間及び所定量
    と比較する手段とからなり、その比較結果に基づいて速
    度フィードバックループのゲインが適正であるか否かを
    判断させるようにしたことを特徴とするサーボモータ制
    御装置。
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Cited By (3)

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