JPH03180903A - ねじれ量のフィードバックを含むスライディングモード制御方式 - Google Patents
ねじれ量のフィードバックを含むスライディングモード制御方式Info
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- JPH03180903A JPH03180903A JP1320916A JP32091689A JPH03180903A JP H03180903 A JPH03180903 A JP H03180903A JP 1320916 A JP1320916 A JP 1320916A JP 32091689 A JP32091689 A JP 32091689A JP H03180903 A JPH03180903 A JP H03180903A
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- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
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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
- G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
- G05B13/0205—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric not using a model or a simulator of the controlled system
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- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
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- B25J9/16—Program controls
- B25J9/1628—Program controls characterised by the control loop
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- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41251—Servo with spring, resilient, elastic element, twist
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はロボットのねじれ量のフィードバックを含むス
ライディングモード制御方式に関し、特にねじれ量をフ
ィルタした値により切り換え面を変更することにより振
動を低減したねじれ量のフィードバックを含むスライデ
ィングモード制御方式に関する。
ライディングモード制御方式に関し、特にねじれ量をフ
ィルタした値により切り換え面を変更することにより振
動を低減したねじれ量のフィードバックを含むスライデ
ィングモード制御方式に関する。
ロボットのようなアームの伸縮状態によって、負荷イナ
ーシャが太軸に変化し、かつ→ノーボ（夕と機構部の減
速比が大きい機械稼働部を自′する系では通常のフィー
ドバック制御のみでは心答が遅く、実用に供しえない。
ーシャが太軸に変化し、かつ→ノーボ（夕と機構部の減
速比が大きい機械稼働部を自′する系では通常のフィー
ドバック制御のみでは心答が遅く、実用に供しえない。
このために、ｎボットのアーム等の機械稼働部のバネ系
のバネ定数及び粘性項を種々の姿勢で測定し、オンライ
ンで従来の線型制ｉ卸の方法によりダイナミックに変化
するフィードフ」、−ｒ−ド項を計算して、フィードフ
ォアード制御を行う。このような、ロボットのイナーシ
ャ変動に苅応するために、イナーシャ変動に応じてトル
ク指令値を変えるスライプインクモード制御方式として
、本出願人による特願平１−１１７５１８号がある。
のバネ定数及び粘性項を種々の姿勢で測定し、オンライ
ンで従来の線型制ｉ卸の方法によりダイナミックに変化
するフィードフ」、−ｒ−ド項を計算して、フィードフ
ォアード制御を行う。このような、ロボットのイナーシ
ャ変動に苅応するために、イナーシャ変動に応じてトル
ク指令値を変えるスライプインクモード制御方式として
、本出願人による特願平１−１１７５１８号がある。
これを改良するものどして、スライディングモード制御
の切り換え面をサーボモータの位置とサーボモータで駆
動される機械稼働部の位置の差であるねじれと、ねじれ
速度によって変更して、スライプインクモード制御をＩ
Ｊう方式として、本用匪Ｏ人による’ｌ’馳“１平］、
、 −２５３７［ｉ ７号がＪ）る。
の切り換え面をサーボモータの位置とサーボモータで駆
動される機械稼働部の位置の差であるねじれと、ねじれ
速度によって変更して、スライプインクモード制御をＩ
Ｊう方式として、本用匪Ｏ人による’ｌ’馳“１平］、
、 −２５３７［ｉ ７号がＪ）る。
し、かじ、上記の方式では位置ループゲインを北振振動
周波数より小さく設定する必要があり、ヅーボ剛性が低
下するという問独がある。
周波数より小さく設定する必要があり、ヅーボ剛性が低
下するという問独がある。
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ね
じれ指をフィルタ処理した１直によって゛、切り換え面
を変更することでスライプインクモード制御することに
より、剛性を１′：４； ＜ １ｆｄｆ持して振動を低
減したねじれ星のフィードバックを含むスライディング
モード制御方式を提イｊ（することを目的とする。
じれ指をフィルタ処理した１直によって゛、切り換え面
を変更することでスライプインクモード制御することに
より、剛性を１′：４； ＜ １ｆｄｆ持して振動を低
減したねじれ星のフィードバックを含むスライディング
モード制御方式を提イｊ（することを目的とする。
本発明では−１−記課題を解決するために、サーボルー
プをＲｌＪ Ｉ卸するねじれ量のフィードバックを含む
スライディングモード制御方式において、サーボモータ
の１＋１１と、前記サーボモータで駆動される機械稼働
部の位ｉ（！のＺ−であるねじれ年にフィルターをかけ
た値により切り換え面を変更するスライプインクモード
制（卸を行うことを特徴とするねじれ量のフィードバッ
クを含むスライディングモード制御方式が、提供される
。
プをＲｌＪ Ｉ卸するねじれ量のフィードバックを含む
スライディングモード制御方式において、サーボモータ
の１＋１１と、前記サーボモータで駆動される機械稼働
部の位ｉ（！のＺ−であるねじれ年にフィルターをかけ
た値により切り換え面を変更するスライプインクモード
制（卸を行うことを特徴とするねじれ量のフィードバッ
クを含むスライディングモード制御方式が、提供される
。
ねじれ量に列して、分子及び分母が１次であるフィルタ
をかける。このフィルタによって、振動の少ない、イナ
ーシャ変動に対してロバストな系が実現される。
をかける。このフィルタによって、振動の少ない、イナ
ーシャ変動に対してロバストな系が実現される。
以下、本発明の一実施例を図面に、ｌ；ｌｉづいて説明
する。
する。
第２図は本発明の一実施例のりポットのヅーボ制御ルー
プの例を示す図である。ホス） ＣＩ’ Ｕ １は丁】
ポット制御製置全体を制マ卸するプｒ］セッヅであり、
システｌ、ブ［］グラ１１用のＲＯＭ、ワークＲＡＭ等
は省略し−Ｃある。ホストＣＰ ＬＪ １からは位置指
令値が共合メモリ２に４１き込１：れる。ヅーボ用ディ
ジタルヅーボ団路３はＩ）ＳＰ（ディジタル・シグナル
・プロセッサ）を中心とし−Ｃ構成されている。テ″イ
ジクルザーボ回路３ｆ、Ｊｌ共右メモリから一定時間ご
とに位置指令イ直をア°シみ出し、さらに帰還信号レジ
スタ４からモータ情報を読みだし、サーボ系の指令を言
１算し、ロボット５に内蔵された各軸のサーボモータの
位置、速度及び電流を制御する。以下に述べるスライプ
インクモード制（卸の種々の計算もディジタルサーボ回
路３によって実行される。
プの例を示す図である。ホス） ＣＩ’ Ｕ １は丁】
ポット制御製置全体を制マ卸するプｒ］セッヅであり、
システｌ、ブ［］グラ１１用のＲＯＭ、ワークＲＡＭ等
は省略し−Ｃある。ホストＣＰ ＬＪ １からは位置指
令値が共合メモリ２に４１き込１：れる。ヅーボ用ディ
ジタルヅーボ団路３はＩ）ＳＰ（ディジタル・シグナル
・プロセッサ）を中心とし−Ｃ構成されている。テ″イ
ジクルザーボ回路３ｆ、Ｊｌ共右メモリから一定時間ご
とに位置指令イ直をア°シみ出し、さらに帰還信号レジ
スタ４からモータ情報を読みだし、サーボ系の指令を言
１算し、ロボット５に内蔵された各軸のサーボモータの
位置、速度及び電流を制御する。以下に述べるスライプ
インクモード制（卸の種々の計算もディジタルサーボ回
路３によって実行される。
第１図は本発明のねじれ量のフィードバックを含むスラ
イディングモード制ｉ卸方式のフローチャ＝１・である
。Ｍにおいて、Ｓ Ｐに続く数値はスデップ番号を示す
。
イディングモード制ｉ卸方式のフローチャ＝１・である
。Ｍにおいて、Ｓ Ｐに続く数値はスデップ番号を示す
。
［ＳＰｌ、）共イｆメモリ２から位置指令を絖みだし、
帰還信号レジスタ４からフィードバックパルスを絖み取
る。
帰還信号レジスタ４からフィードバックパルスを絖み取
る。
ＣＳ Ｉ） ２ ：］位置及び速度の［ラー量を１算す
る。
る。
［ＳＰ３］切り換え面Ｓｕｆの値を計算する。ただし、
切り換え面Ｓｕｆを計算するときに、ねじれ量にフィル
タをかけて計算する。その詳細は後述する。
切り換え面Ｓｕｆを計算するときに、ねじれ量にフィル
タをかけて計算する。その詳細は後述する。
［ＳＦ３：］Ｓｕｆが正ならＳＦ３へ、そうでなければ
ＳＦ３へ進む。
ＳＦ３へ進む。
［：ＳＰ５］Ｓｕｆが正であるので、切り換え人力の１
を選択する。切り換え人力の詳細については後述する。
を選択する。切り換え人力の詳細については後述する。
［５Ｐ６１］Ｓｕｆが正でないので、切り換え人力の２
を選択する。切り換え入力の詳細については後述する。
を選択する。切り換え入力の詳細については後述する。
［ＳＰ？〕電流補償ループへの人力を計算する。
［：ＳＰ８］電流補償ループへの人力の受は渡しを実行
する。
する。
本発明の特徴は、スライディングモードの切り換え面に
オブザーバにより推定したねじれ量に特殊なフィルタを
掛けた値を導入することにより、適応性を持ったバネ系
に対してもロバストな系を実現する。以下、その詳細を
述べる。
オブザーバにより推定したねじれ量に特殊なフィルタを
掛けた値を導入することにより、適応性を持ったバネ系
に対してもロバストな系を実現する。以下、その詳細を
述べる。
切り換え面Ｓｕｆを割算する式を具体的に書くと、５ｕ
ｆ−εｆｌｌ＋Ｃ＊ε−１−Ｄ＊、ｆ（ε十Ｃ＊ε）Ｋ
＊ （（Ｓ＋Ｃ）／ （Ｓ−１−Ａ＞） （θθｔ） ここで、（（Ｓ＋Ｃ）／ （Ｓ十Ａ＞）は本発明で使用
するフィルタを表す川であり、（θ−θｔ）はねじれ量
である。なお、切り換え面は一般にＳで表されるが、こ
こではラプラス変換の演算子との混同を避けるためにＳ
ｕｆで表す。上記の式中では、各記号の意味は下記の通
りである。
ｆ−εｆｌｌ＋Ｃ＊ε−１−Ｄ＊、ｆ（ε十Ｃ＊ε）Ｋ
＊ （（Ｓ＋Ｃ）／ （Ｓ−１−Ａ＞） （θθｔ） ここで、（（Ｓ＋Ｃ）／ （Ｓ十Ａ＞）は本発明で使用
するフィルタを表す川であり、（θ−θｔ）はねじれ量
である。なお、切り換え面は一般にＳで表されるが、こ
こではラプラス変換の演算子との混同を避けるためにＳ
ｕｆで表す。上記の式中では、各記号の意味は下記の通
りである。
Ｓｕｆ：切り換え面
Ｓニラプラス演算子
θ：モータ位置
θｒ；位置指令値
θｔ；機械稼働部の先０．Ｗ位置
ε：位置の遅れ量〈θｒ−θ）
次にロボットの制御を考える。Ｊをロボットのイナーシ
ャ、Ｔを入力トルクとすると、ｊ＊θ（２〕−Ｔ
（１）が成立する。簡単の為（１）式
においてＤ＝０の状態で説明すると、 ５ｕｆ−εＮ＋ ４−Ｃ＊ε−に＊（（Ｓ＋Ｃ）／（Ｓ
＋Ａ））（θ−θｔ） （２） Ｔ＝Ｊｏ ＊ω。＊ε＋ＪＯ＊ω（、＊Ｃ＊Ｅ ”’
＋Ｔ１ ここで、各記号は以下の量を表す。
ャ、Ｔを入力トルクとすると、ｊ＊θ（２〕−Ｔ
（１）が成立する。簡単の為（１）式
においてＤ＝０の状態で説明すると、 ５ｕｆ−εＮ＋ ４−Ｃ＊ε−に＊（（Ｓ＋Ｃ）／（Ｓ
＋Ａ））（θ−θｔ） （２） Ｔ＝Ｊｏ ＊ω。＊ε＋ＪＯ＊ω（、＊Ｃ＊Ｅ ”’
＋Ｔ１ ここで、各記号は以下の量を表す。
Ｔ１：切り換え人力
Ｊｏ ；予想される最小イナーシャ
ω０ ：後で決定される定数
εｎ：θ−θｔ
ここで、次の人力を与えるとフィードフォアードを含め
て必ず切り換え面に到達することが可能になる。ここで
は新たに加えた〔−に＊ （（Ｓ＋Ｃ）／ （Ｓ＋Ａ）
） εｎ〕の項について書く。他の項については省略
する。
て必ず切り換え面に到達することが可能になる。ここで
は新たに加えた〔−に＊ （（Ｓ＋Ｃ）／ （Ｓ＋Ａ）
） εｎ〕の項について書く。他の項については省略
する。
Ｔ１＝に１ （ε）＋に２ （θｒ） 十に６ （Ｅ
ｎ）十に７（Ｅｎ） とすると、Ｋ６ （ＥＴＡ） 、Ｋ７ （Ｅｎ）が
新たに加えたフィルタに相当する項であり、これらの項
について述べる。その他の項は先の出願である１）頭平
１−２５３７６７号に記載されている内容と同様である
ので、その説明は省略する。
ｎ）十に７（Ｅｎ） とすると、Ｋ６ （ＥＴＡ） 、Ｋ７ （Ｅｎ）が
新たに加えたフィルタに相当する項であり、これらの項
について述べる。その他の項は先の出願である１）頭平
１−２５３７６７号に記載されている内容と同様である
ので、その説明は省略する。
（ａ）Ｓｕｆ≧０の時（第１図のスデップ５の切り換え
人力■の計算である。） （ａｉ） Ｋ６（Ｅｎ）の項に関して、εｎ≧０ の
時、 Ｋ６ （Ｅｎ） −〇 Ｅｎ＜０ の時、 Ｋ６ （ａ ｎ） ＝（、＊ ＜Ｊａ −、ＬｔＡｘ
） ＊に＊ （（Ｓ−１−Ｃ）／ （Ｓ＋Ａ））＊ ε
ｎ （ａｉｉ） Ｋ７ （Ｅｎ）の項に関して、εｎＬ目
≧０の時 に７（Ｅｎ ” ） −−Ｊｏ ＊に＊ （（ｓ＋ｃ）
／（Ｓ−１−Ａ））＊εｎｆｌｌ Ｅｎ＜０の時 Ｋ ７ （ａ ｎ ［” ） ＝−ＪＫＡＸ ＊に＊
（（Ｓ＋Ｃ）／ （Ｓ＋Ａ）） Ｅｎ〔目 （ｂ）Ｓｕｆ＜Ｑの時（第１図のスデップ６の切り０ 換え人力■の計算である。） （ｂｉ）Ｋ６（ε口）の項に関して、 ａｎ≧０の時 に６ （ε口） ＝ｃ＊ （Ｊ ｏ ＪＭＡＸ ）
＊に＊ （（Ｓ−＋−Ｃ）／ （Ｓ＋Ａ））＊ ε
月 ε口＜０の時 に６（ε口〉−〇 （ｂｉｉ） Ｋ７ （ＥＴｌ ”’ ）の項に関して
、εｎｉ＋ ≧０の時、 Ｋ７ （ε口（１））＝−ＪＭＡＸ ＊に＊ （（Ｓ＋
Ｃ）／ （Ｓ＋Ａ）） ＊εｎ［’１ ε口 ［＋ ＜ Ｑ Ｋ７ （ε口 ”’ ） ＝ −Ｊ ｏ ＊に＊ （（
Ｓ＋Ｃ） ／（Ｓ＋Ａ）） ＊εｎ［１ このように、Ｓｕｆの値に応じて、切り換え人力Ｔ１を
与えていくことにより、イナーシャが変化しても、勺−
ボ剛性を低下させることなく、振動の少ない制御が可能
になる。
人力■の計算である。） （ａｉ） Ｋ６（Ｅｎ）の項に関して、εｎ≧０ の
時、 Ｋ６ （Ｅｎ） −〇 Ｅｎ＜０ の時、 Ｋ６ （ａ ｎ） ＝（、＊ ＜Ｊａ −、ＬｔＡｘ
） ＊に＊ （（Ｓ−１−Ｃ）／ （Ｓ＋Ａ））＊ ε
ｎ （ａｉｉ） Ｋ７ （Ｅｎ）の項に関して、εｎＬ目
≧０の時 に７（Ｅｎ ” ） −−Ｊｏ ＊に＊ （（ｓ＋ｃ）
／（Ｓ−１−Ａ））＊εｎｆｌｌ Ｅｎ＜０の時 Ｋ ７ （ａ ｎ ［” ） ＝−ＪＫＡＸ ＊に＊
（（Ｓ＋Ｃ）／ （Ｓ＋Ａ）） Ｅｎ〔目 （ｂ）Ｓｕｆ＜Ｑの時（第１図のスデップ６の切り０ 換え人力■の計算である。） （ｂｉ）Ｋ６（ε口）の項に関して、 ａｎ≧０の時 に６ （ε口） ＝ｃ＊ （Ｊ ｏ ＪＭＡＸ ）
＊に＊ （（Ｓ−＋−Ｃ）／ （Ｓ＋Ａ））＊ ε
月 ε口＜０の時 に６（ε口〉−〇 （ｂｉｉ） Ｋ７ （ＥＴｌ ”’ ）の項に関して
、εｎｉ＋ ≧０の時、 Ｋ７ （ε口（１））＝−ＪＭＡＸ ＊に＊ （（Ｓ＋
Ｃ）／ （Ｓ＋Ａ）） ＊εｎ［’１ ε口 ［＋ ＜ Ｑ Ｋ７ （ε口 ”’ ） ＝ −Ｊ ｏ ＊に＊ （（
Ｓ＋Ｃ） ／（Ｓ＋Ａ）） ＊εｎ［１ このように、Ｓｕｆの値に応じて、切り換え人力Ｔ１を
与えていくことにより、イナーシャが変化しても、勺−
ボ剛性を低下させることなく、振動の少ない制御が可能
になる。
ここでこのεｎ１εｎｉｌがロボットのバネモデルに対
して制振効果のあることを３正明する。−Ｌ述ずろ人力
によりＳｕｆがＯになった時を考えろと、０−εＩ Ｉ
ｌ −、＋−Ｃ＊ε−に＊ （（Ｓ＋Ｃ）／ （Ｓ＋
ハ））＊εｎ（１） である。ここで、 ε二θｒ−θ ６（＋］：θｒ（１）−θｉｌｌ ε口；θ−θｔ を代入して、両辺をラプラス変換して整理すると、（Ｓ
−１−Ｃ） θｒ＝（Ｓ−１−Ｃ＋Ｋ） θ−に＊（
（Ｓ＋Ｃ） ／ （Ｓ −１−Ａ＞ ） ＊θｔ（３） となる。ここでバネ系を名え、減速器を中心としたバネ
系の定数を、 Ｂｋ：ダンピング項 Ｋｃ＋バネ係数 、Ｊ ｔ ：減速器から先の負荷イナーシャとすると、 （θｔ／θ）＝ （ＢｋＳ十Ｋｃ）／ （Ｊ ｔＳ２＋
ＢｋＳ−１−Ｋｃ） ■ （４） （一般のＴ１ポットはこのＢｋが小さくまたＫｃが小さ
い為、ダンピングが悪くしかも低い周波数で振動する。
して制振効果のあることを３正明する。−Ｌ述ずろ人力
によりＳｕｆがＯになった時を考えろと、０−εＩ Ｉ
ｌ −、＋−Ｃ＊ε−に＊ （（Ｓ＋Ｃ）／ （Ｓ＋
ハ））＊εｎ（１） である。ここで、 ε二θｒ−θ ６（＋］：θｒ（１）−θｉｌｌ ε口；θ−θｔ を代入して、両辺をラプラス変換して整理すると、（Ｓ
−１−Ｃ） θｒ＝（Ｓ−１−Ｃ＋Ｋ） θ−に＊（
（Ｓ＋Ｃ） ／ （Ｓ −１−Ａ＞ ） ＊θｔ（３） となる。ここでバネ系を名え、減速器を中心としたバネ
系の定数を、 Ｂｋ：ダンピング項 Ｋｃ＋バネ係数 、Ｊ ｔ ：減速器から先の負荷イナーシャとすると、 （θｔ／θ）＝ （ＢｋＳ十Ｋｃ）／ （Ｊ ｔＳ２＋
ＢｋＳ−１−Ｋｃ） ■ （４） （一般のＴ１ポットはこのＢｋが小さくまたＫｃが小さ
い為、ダンピングが悪くしかも低い周波数で振動する。
）
（４）式をθについて解き（３）式に代入し整理すると
、 （θ ｔ／θ ｒ） −（王３ｋＳ ＋Ｋｃ）／（（Ｊ
ｔ Ｓ２＋Ｂｋ Ｓ−１−Ｋ ｃ＋ＫＪ ｔ Ｓ２／
（Ｓ＋Ａ）） ここでＡを小さく取るとく具体的には上のバネ系の共振
周波数で（Ｓ＋Ａ）がＳと見なせるまで）、（θｔ／θ
ｒ）＝ （ＢｋＳ＋Ｋｃ）／ （ＪｔＳ２＋ （Ｂｋ＋
ＫＪ ｔ）Ｓ十Ｋｃ） となりＫがダンピング項となり振動抑制効果のあること
がわかる。
、 （θ ｔ／θ ｒ） −（王３ｋＳ ＋Ｋｃ）／（（Ｊ
ｔ Ｓ２＋Ｂｋ Ｓ−１−Ｋ ｃ＋ＫＪ ｔ Ｓ２／
（Ｓ＋Ａ）） ここでＡを小さく取るとく具体的には上のバネ系の共振
周波数で（Ｓ＋Ａ）がＳと見なせるまで）、（θｔ／θ
ｒ）＝ （ＢｋＳ＋Ｋｃ）／ （ＪｔＳ２＋ （Ｂｋ＋
ＫＪ ｔ）Ｓ十Ｋｃ） となりＫがダンピング項となり振動抑制効果のあること
がわかる。
次に、切り換え人力により適応性が補償されることを証
明する。以下の証明においては、ｓｎ＝ （（Ｓ＋Ｃ）
／ （Ｓ十Ａ））＊εｎとおくことにより得られる。
明する。以下の証明においては、ｓｎ＝ （（Ｓ＋Ｃ）
／ （Ｓ十Ａ））＊εｎとおくことにより得られる。
５ｕｆ＝ ｅ ” ＋ｃ＊ ａ−に＊ ｅ ｎ３
（５） （切り換え面）
Ｔ＝、ｙｏ ＊ωｃ ＊ Ｅ ” 十Ｊ ｏ＊ＱＪ（Ｈ
＊Ｃ＊ε−１−ＴＩ （６）
（人力）ここで、」―記の記号は以下の意味を有する
。
＊Ｃ＊ε−１−ＴＩ （６）
（人力）ここで、」―記の記号は以下の意味を有する
。
Ｔ】；切り換え入力
Ｊｏ ；予想される最小イナーシャ
ω０ ；後で決定する定数
Ｊ＊θ（２１＝Ｔ （７） （制御対象）
ε−θｒ−〇とすると、 ε（１〕 よθｒ（１） −〇（］）Ｅ（２）
−θｒ（２）−θ（２）（８）である。
ε−θｒ−〇とすると、 ε（１〕 よθｒ（１） −〇（］）Ｅ（２）
−θｒ（２）−θ（２）（８）である。
θ、； 位置の指令値
θ ： 位置のフィードバック
である。ここで、リアプノフ関数候袖として、Ｖ＝１／
２＊Ｓ２ を考える。（Ｖの最小値は０であり、もしｖ＜Ｏであれ
ば、■が単調減少である為、■は最小値０に収束する。
２＊Ｓ２ を考える。（Ｖの最小値は０であり、もしｖ＜Ｏであれ
ば、■が単調減少である為、■は最小値０に収束する。
また、これによりＳは常にＯに収束し応答性が３ｕｆ＝
Ｏの一定の応答関数によって決４ 定される） （５）式より、 Ｓｕｒ”’ −ε（２１＋Ｃ＊εＮＩ Ｋ＊ ε
ｎ（１１（９） （８）式を（７）に代入して整理するとε（２〕 −θ
ｒ ” −Ｔ／ Ｊ −−−−−（１０）（１０）式
へ（６）式を代入して整理すると、ε１２２−θｒ １
２’ Ｊｏ ＊ｏｏ（２＊ ε／ ＪＪｏ＊ω、＊
Ｃ＊ε／Ｊ −Ｔ １ ／Ｊ（１１） （１１）式を（９）式へ代入して整理すると、Ｓｕｆ”
−（Ｃ−ωＣ＊Ｊｏ ／Ｊ） ＊ε−Ｊ。
Ｏの一定の応答関数によって決４ 定される） （５）式より、 Ｓｕｒ”’ −ε（２１＋Ｃ＊εＮＩ Ｋ＊ ε
ｎ（１１（９） （８）式を（７）に代入して整理するとε（２〕 −θ
ｒ ” −Ｔ／ Ｊ −−−−−（１０）（１０）式
へ（６）式を代入して整理すると、ε１２２−θｒ １
２’ Ｊｏ ＊ｏｏ（２＊ ε／ ＪＪｏ＊ω、＊
Ｃ＊ε／Ｊ −Ｔ １ ／Ｊ（１１） （１１）式を（９）式へ代入して整理すると、Ｓｕｆ”
−（Ｃ−ωＣ＊Ｊｏ ／Ｊ） ＊ε−Ｊ。
＊ω。＊Ｃ＊ε−に＊εｎ−Ｔｌ／Ｊ
＋θｒ［２１（１２＞
（５）式をε〔１）について解くと、
ε（１）−３−Ｃ＊ａ十に＊ε７１”’これを（１２）
式に代入し整理すると、Ｓｕｆ” ＝ （Ｃ（ＩＪｃ
＊ Ｊ ｏ ／ Ｊ） ＊ ５−Ｃ２＊ε＋（Ｃ−Ｊｏ
／Ｊ＊ωｃ）＊に ＊ εｎ−に＊ Ｅ ｎ ”’ −Ｔ １／ Ｊ十〇ｒ
【２） ｙ ｆｌｌ ＝ Ｓ ＊３ （１１ ＝ （Ｃ−ωｃ ＊Ｊｏ ／Ｊ） ＊Ｓ２ ［Ｃ２
＊ε−（Ｃ−Ｊ、／Ｊ＊ωＣ）＊に ＊ Ｅ ｎ＋に＊ Ｅ １１ ”’ ＋Ｔ １／ Ｊ
θｒ （２］ ］ ＊ Ｓ 今、ω。−Ｃ＊Ｊ）ＩＡＭ ／Ｊｏとすると、（Ｃ−ω
ｃ ＊ＪＱ ／Ｊ）＊Ｓ２＜ｇとなる。
式に代入し整理すると、Ｓｕｆ” ＝ （Ｃ（ＩＪｃ
＊ Ｊ ｏ ／ Ｊ） ＊ ５−Ｃ２＊ε＋（Ｃ−Ｊｏ
／Ｊ＊ωｃ）＊に ＊ εｎ−に＊ Ｅ ｎ ”’ −Ｔ １／ Ｊ十〇ｒ
【２） ｙ ｆｌｌ ＝ Ｓ ＊３ （１１ ＝ （Ｃ−ωｃ ＊Ｊｏ ／Ｊ） ＊Ｓ２ ［Ｃ２
＊ε−（Ｃ−Ｊ、／Ｊ＊ωＣ）＊に ＊ Ｅ ｎ＋に＊ Ｅ １１ ”’ ＋Ｔ １／ Ｊ
θｒ （２］ ］ ＊ Ｓ 今、ω。−Ｃ＊Ｊ）ＩＡＭ ／Ｊｏとすると、（Ｃ−ω
ｃ ＊ＪＱ ／Ｊ）＊Ｓ２＜ｇとなる。
これより常に、
Ｖ （＋１ ＜ Ｑ
にするには、
［Ｃ２＊ε−（Ｃ−Ｊ０／Ｊ＊ω。）＊に＊ｅｎ＋に＊
εｎ”’ ＋Ｔ１／Ｊ−θｒ （２］ ］ ＊Ｓ＜Ｏ になるように切り換え入力Ｔｌを決定し、振動部分だけ
を取り出すと先に述べた結果が得られる。
εｎ”’ ＋Ｔ１／Ｊ−θｒ （２］ ］ ＊Ｓ＜Ｏ になるように切り換え入力Ｔｌを決定し、振動部分だけ
を取り出すと先に述べた結果が得られる。
上記の説明ではロボットの機械稼働部を例に説明したが
、サーボモータで駆動される他のａ構にも同様に適用す
ることができることはいうまでもない。
、サーボモータで駆動される他のａ構にも同様に適用す
ることができることはいうまでもない。
６
〔発明の効果〕
辺上説明したように本発明では、ねじれ量に対して、フ
ィルタリングを導入することにより、剛性を犠牲にする
ことなく、振動を減少しつつ、指令追従性のよいサーボ
系が実現できる。これにより、軌跡精度が高く、定常速
度時の振動及び停止時残留振動が小さなロボットが実現
できる。
ィルタリングを導入することにより、剛性を犠牲にする
ことなく、振動を減少しつつ、指令追従性のよいサーボ
系が実現できる。これにより、軌跡精度が高く、定常速
度時の振動及び停止時残留振動が小さなロボットが実現
できる。
第１図は本発明のねじれ量のフィードバックを含むスラ
イディングモード制御方式のフローチャート、 第２図は本発明の一実施例のロボットのサーボ制御ルー
プの例を示す図である。 １ ホストＣＰＵ ２ 共有メモリ ３ ディジタルサーボ回路 ４ 帰還信号レジスタ ７ ０ボツト 特許出隙人 ファナック株式会社
イディングモード制御方式のフローチャート、 第２図は本発明の一実施例のロボットのサーボ制御ルー
プの例を示す図である。 １ ホストＣＰＵ ２ 共有メモリ ３ ディジタルサーボ回路 ４ 帰還信号レジスタ ７ ０ボツト 特許出隙人 ファナック株式会社
Claims (5)
- （１）サーボループを制御するねじれ量のフィードバッ
クを含むスライディングモード制御方式において、サー
ボモータの位置と、前記サーボモータで駆動される機械
稼働部の位置の差であるねじれ量にフィルタをかけた値
により切り換え面を変更するスライディングモード制御
を行うことを特徴とするねじれ量のフィードバックを含
むスライディングモード制御方式。 - （２）前記フィルタは分子及び分母がラプラス演算子に
関し一次であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載のねじれ量のフィードバックを含むスライディング
モード制御方式。 - （３）前記ねじれ量はオブザーバによって推定すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のねじれ量のフ
ィードバックを含むスライディングモード制御方式。 - （４）前記スライディングモード制御によってロボット
を制御することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
のねじれ量のフィードバックを含むスライディングモー
ド制御方式。 - （５）前記機械稼働部は前記ロボットのアームであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のねじれ量の
フィードバックを含むスライディングモード制御方式。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019910700890A KR950009528B1 (ko) | 1989-12-11 | 1987-06-22 | 비틀림량의 피드백을 포함하는 슬라이딩 모드 제어 실행방법 |
| JP1320916A JPH03180903A (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | ねじれ量のフィードバックを含むスライディングモード制御方式 |
| EP91900046A EP0471077B1 (en) | 1989-12-11 | 1990-12-07 | Sliding mode control system including feedback of amount of twist |
| PCT/JP1990/001605 WO1991009357A1 (fr) | 1989-12-11 | 1990-12-07 | Systeme de commande de mode de glissement comprenant une commande par boucle de reaction de la quantite de torsion |
| DE69023495T DE69023495T2 (de) | 1989-12-11 | 1990-12-07 | Gleitendes moderegelungssystem mit rückführung der twistmenge. |
| US08/032,404 US5331265A (en) | 1989-12-11 | 1993-03-12 | Method of executing sliding-mode control including twist feedback |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1320916A JPH03180903A (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | ねじれ量のフィードバックを含むスライディングモード制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03180903A true JPH03180903A (ja) | 1991-08-06 |
Family
ID=18126703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1320916A Pending JPH03180903A (ja) | 1989-12-11 | 1989-12-11 | ねじれ量のフィードバックを含むスライディングモード制御方式 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0471077B1 (ja) |
| JP (1) | JPH03180903A (ja) |
| KR (1) | KR950009528B1 (ja) |
| DE (1) | DE69023495T2 (ja) |
| WO (1) | WO1991009357A1 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993016423A1 (fr) * | 1992-02-06 | 1993-08-19 | Fanuc Ltd | Procede de commande adaptative en mode reglable pour objet commande comprenant un systeme elastique |
| US6266580B1 (en) | 1999-05-24 | 2001-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus and method of control system having dead time |
| CN112540536A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-23 | 南京航空航天大学 | 一种蠕虫管道机器人滑模优化控制器设计方法 |
| CN113867141A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-31 | 国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司 | 带有svc的多机电力系统固定时间动态面高阶滑模控制器 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102594251A (zh) * | 2012-02-17 | 2012-07-18 | 南京电力设备质量性能检验中心 | 一种具有测量延时输出的伺服电机的滑模控制方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57189376A (en) * | 1981-05-15 | 1982-11-20 | Toshiba Corp | Magnetic disc device |
| JPS5954085A (ja) * | 1982-09-22 | 1984-03-28 | Hitachi Ltd | 追従制御装置 |
| JPS6284309A (ja) * | 1985-10-08 | 1987-04-17 | Yaskawa Electric Mfg Co Ltd | 機械剛性補償サ−ボ制御方式 |
-
1987
- 1987-06-22 KR KR1019910700890A patent/KR950009528B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-12-11 JP JP1320916A patent/JPH03180903A/ja active Pending
-
1990
- 1990-12-07 WO PCT/JP1990/001605 patent/WO1991009357A1/ja not_active Ceased
- 1990-12-07 EP EP91900046A patent/EP0471077B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-07 DE DE69023495T patent/DE69023495T2/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1993016423A1 (fr) * | 1992-02-06 | 1993-08-19 | Fanuc Ltd | Procede de commande adaptative en mode reglable pour objet commande comprenant un systeme elastique |
| US5442270A (en) * | 1992-02-06 | 1995-08-15 | Fanuc Ltd. | Adaptive sliding mode control method for object of control including spring system |
| US6266580B1 (en) | 1999-05-24 | 2001-07-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus and method of control system having dead time |
| CN112540536A (zh) * | 2020-11-27 | 2021-03-23 | 南京航空航天大学 | 一种蠕虫管道机器人滑模优化控制器设计方法 |
| CN113867141A (zh) * | 2021-09-06 | 2021-12-31 | 国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司 | 带有svc的多机电力系统固定时间动态面高阶滑模控制器 |
| CN113867141B (zh) * | 2021-09-06 | 2024-02-06 | 国网辽宁省电力有限公司鞍山供电公司 | 带有svc的多机电力系统固定时间动态面高阶滑模控制器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0471077A1 (en) | 1992-02-19 |
| DE69023495T2 (de) | 1996-03-21 |
| WO1991009357A1 (fr) | 1991-06-27 |
| EP0471077A4 (en) | 1993-03-17 |
| KR950009528B1 (ko) | 1995-08-23 |
| DE69023495D1 (de) | 1995-12-14 |
| KR920701888A (ko) | 1992-08-12 |
| EP0471077B1 (en) | 1995-11-08 |
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