JPH03292514A - フィードバック制御装置 - Google Patents
フィードバック制御装置Info
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- JPH03292514A JPH03292514A JP9577990A JP9577990A JPH03292514A JP H03292514 A JPH03292514 A JP H03292514A JP 9577990 A JP9577990 A JP 9577990A JP 9577990 A JP9577990 A JP 9577990A JP H03292514 A JPH03292514 A JP H03292514A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
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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」
本発明はフィードバック制御装置に関する。
「従来の技術」
従来のフィードバック制御装置につき第２図を参照して
説明する。このフィードバック制御装置は、図示時の位
置指令部からの位置入力Ｘ （Ｓ ）と、位置ループ４
を経てフィードバックされた位置応答Ｙ（Ｓ）の偏差［
Ｘ （Ｓ ’）−Ｙ （Ｓ ）］を位置制御器１で演算
し、伝達関数Ｋ （Ｓ ）のフィードフォワードパス１
５を経た位置人力Ｘ（Ｓ）を偏差［Ｘ （Ｓ ）Ｙ（Ｓ
）］に加算して位置偏差信号ｅ（Ｓ）となし、該位置偏
差信号ｅ（Ｓ）に基づいて速度制御ユニット２により出
力された速度信号によりサーボモータ３が作動するよう
に構成されている。
説明する。このフィードバック制御装置は、図示時の位
置指令部からの位置入力Ｘ （Ｓ ）と、位置ループ４
を経てフィードバックされた位置応答Ｙ（Ｓ）の偏差［
Ｘ （Ｓ ’）−Ｙ （Ｓ ）］を位置制御器１で演算
し、伝達関数Ｋ （Ｓ ）のフィードフォワードパス１
５を経た位置人力Ｘ（Ｓ）を偏差［Ｘ （Ｓ ）Ｙ（Ｓ
）］に加算して位置偏差信号ｅ（Ｓ）となし、該位置偏
差信号ｅ（Ｓ）に基づいて速度制御ユニット２により出
力された速度信号によりサーボモータ３が作動するよう
に構成されている。
このような従来のフィードバック制御装置では、サーボ
系の追従遅れをなくすため、フィードフォワードパス１
５を設けて、位置偏差信号ｅ（Ｓ）を、位置入力Ｘ（Ｓ
）と位置応答Ｙ（Ｓ）との偏差［Ｘ（Ｓ）Ｙ （Ｓ ）
］よりもフィードフォワード量Ｘ（Ｓ）・Ｋ（Ｓ）だけ
増大させ、サーボ系の応答を早くして追従遅れをなくす
る。ここで、位置人力Ｘ（Ｓ）、位置応答Ｙ（Ｓ）の伝
達間数Ｇ（Ｓ）は、Ｇ（Ｓ）＝Ｙ（Ｓ）／Ｘ（Ｓ）
−（１’）と表される。この伝達
関数Ｇ（Ｓ）が１であるときにフィードフォワードの効
果が最も高められることになる。伝達関数Ｇ（Ｓ）は以
下のようにして求められる。まず位置偏差信号ｅ（Ｓ）
は、偏差［Ｘ（Ｓ）−Ｙ（Ｓ）］にフィード７ｔ’７−
ド量Ｘ（Ｓ）・Ｋ（Ｓ）を加算したものであり、 ｅ （Ｓ）＝Ｘ（Ｓ）−Ｙ（Ｓ）＋Ｘ（Ｓ＞・Ｋ（Ｓ）
”・（８）と表される。また速度制御ユニ
ット２の伝達関数をＡ（Ｓ＞、サーボモータ３の伝達関
数を積分１／Ｓとすれば、位置応答ｙ（ｓ）は、 Ｙ（Ｓ）＝Ａ（Ｓ）４／５−ｅ（Ｓ）
−（９＞と表される。ここで（８）式を（９）式に代
入すると、次式（１０）が得られる。
系の追従遅れをなくすため、フィードフォワードパス１
５を設けて、位置偏差信号ｅ（Ｓ）を、位置入力Ｘ（Ｓ
）と位置応答Ｙ（Ｓ）との偏差［Ｘ（Ｓ）Ｙ （Ｓ ）
］よりもフィードフォワード量Ｘ（Ｓ）・Ｋ（Ｓ）だけ
増大させ、サーボ系の応答を早くして追従遅れをなくす
る。ここで、位置人力Ｘ（Ｓ）、位置応答Ｙ（Ｓ）の伝
達間数Ｇ（Ｓ）は、Ｇ（Ｓ）＝Ｙ（Ｓ）／Ｘ（Ｓ）
−（１’）と表される。この伝達
関数Ｇ（Ｓ）が１であるときにフィードフォワードの効
果が最も高められることになる。伝達関数Ｇ（Ｓ）は以
下のようにして求められる。まず位置偏差信号ｅ（Ｓ）
は、偏差［Ｘ（Ｓ）−Ｙ（Ｓ）］にフィード７ｔ’７−
ド量Ｘ（Ｓ）・Ｋ（Ｓ）を加算したものであり、 ｅ （Ｓ）＝Ｘ（Ｓ）−Ｙ（Ｓ）＋Ｘ（Ｓ＞・Ｋ（Ｓ）
”・（８）と表される。また速度制御ユニ
ット２の伝達関数をＡ（Ｓ＞、サーボモータ３の伝達関
数を積分１／Ｓとすれば、位置応答ｙ（ｓ）は、 Ｙ（Ｓ）＝Ａ（Ｓ）４／５−ｅ（Ｓ）
−（９＞と表される。ここで（８）式を（９）式に代
入すると、次式（１０）が得られる。
Ｙ（Ｓ）＝Ａ（Ｓ）・１／Ｓ・［Ｘ（Ｓ）−Ｋ（Ｓ）＋
Ｘ（Ｓ）−Ｙ（Ｓ）］ ・・−（１０）（１０）式を
変形すると次式（１１）となる。
Ｘ（Ｓ）−Ｙ（Ｓ）］ ・・−（１０）（１０）式を
変形すると次式（１１）となる。
この（１１）式を（１）式に代入してＸ（Ｓ）、Ｙ（Ｓ
）を消去すれば、 となる。（１２）式においてＧ（Ｓ）＝１であるために
はＫ（Ｓ）＝Ｓ／Ａ（Ｓ）であればよく、Ｓ／Ａ（Ｓ）
がＫ（Ｓ）の最適解ということになる。
）を消去すれば、 となる。（１２）式においてＧ（Ｓ）＝１であるために
はＫ（Ｓ）＝Ｓ／Ａ（Ｓ）であればよく、Ｓ／Ａ（Ｓ）
がＫ（Ｓ）の最適解ということになる。
ところが、Ｋ（Ｓ）が速度制御ユニ・ｙ）２の伝達関数
Ａ（Ｓ）を含んでいるため、最適解Ｓ／Ａ（Ｓ）を求め
ることが困難であった０例えば速度制御ユニット２の伝
達関数Ａ（Ｓ）を１次遅れ系で考えると、伝達関数Ｇ（
Ｓ）を１にするためにはフィードフォワードパス１５の
伝達間数Ｋ（Ｓ）を、Ｋ（Ｓ）＝Ａ−Ｓ”＋Ｂ−３＋Ｃ
とし、係数Ａ、Ｂ、Ｃの３者をすべて決定する必要があ
った。
Ａ（Ｓ）を含んでいるため、最適解Ｓ／Ａ（Ｓ）を求め
ることが困難であった０例えば速度制御ユニット２の伝
達関数Ａ（Ｓ）を１次遅れ系で考えると、伝達関数Ｇ（
Ｓ）を１にするためにはフィードフォワードパス１５の
伝達間数Ｋ（Ｓ）を、Ｋ（Ｓ）＝Ａ−Ｓ”＋Ｂ−３＋Ｃ
とし、係数Ａ、Ｂ、Ｃの３者をすべて決定する必要があ
った。
「発明が解決しようとする課題」
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、伝
達関数を容易に最適値にできるようなフィードバック制
御装置を提供することを課題とする。
達関数を容易に最適値にできるようなフィードバック制
御装置を提供することを課題とする。
「課題を解決するための手段」
上記課題を解決するために、本発明によれば、位置入力
を行う位置指令部と、前記位置入力と位置応答の偏差に
よる位置偏差信号を求める位置制御器と、前記位置偏差
信号に基づいて速度信号を出力する速度制御ユニットと
、該速度制御ユニットの出力信号により作動するサーボ
モータと、該サーボモータにより与えられた位置応答の
位置フィードバック信号を前記位置制御器にフィードバ
ックする位置ループを有するとともに、前記位置偏差信
号に係数を乗算した値を位置フィードバック信号から減
算するパスを前記位置制御器と速度制御ユニットの間か
ら前記位置ループを結んで設けることを特徴とするフィ
ードバック制御装置が提供される。
を行う位置指令部と、前記位置入力と位置応答の偏差に
よる位置偏差信号を求める位置制御器と、前記位置偏差
信号に基づいて速度信号を出力する速度制御ユニットと
、該速度制御ユニットの出力信号により作動するサーボ
モータと、該サーボモータにより与えられた位置応答の
位置フィードバック信号を前記位置制御器にフィードバ
ックする位置ループを有するとともに、前記位置偏差信
号に係数を乗算した値を位置フィードバック信号から減
算するパスを前記位置制御器と速度制御ユニットの間か
ら前記位置ループを結んで設けることを特徴とするフィ
ードバック制御装置が提供される。
「作用」
上記構成によれば、位置偏差信号に係数を乗算した値を
位置フィードバック信号から減算するパスを位置制御器
と速度制御ユニットの間から前記位置ループを結んで設
けたから、位置偏差信号が大きな値の場合は位置フィー
ドバック信号は大きく減少し、かつ位置偏差信号が小さ
な値の場合は位置フィードバック信号はあまり減少せず
通常の値に近くなる。このようにして、単純な係数に基
づいて、位置偏差信号に応じた位置ループの伝達関数が
変化する。
位置フィードバック信号から減算するパスを位置制御器
と速度制御ユニットの間から前記位置ループを結んで設
けたから、位置偏差信号が大きな値の場合は位置フィー
ドバック信号は大きく減少し、かつ位置偏差信号が小さ
な値の場合は位置フィードバック信号はあまり減少せず
通常の値に近くなる。このようにして、単純な係数に基
づいて、位置偏差信号に応じた位置ループの伝達関数が
変化する。
「実施例」
本発明の実施例であるフィードバック制御装置につき第
１図を参照して説明する。
１図を参照して説明する。
位置制御器１は、図示時の位置指令部による位置入力Ｘ
（Ｓ）と後述のフィードバック量の偏差による位置偏差
信号ｅ（Ｓ）を求めて速度制御ユニット２に出力する。
（Ｓ）と後述のフィードバック量の偏差による位置偏差
信号ｅ（Ｓ）を求めて速度制御ユニット２に出力する。
速度制御ユニット２は、位置偏差信号ｅ（Ｓ）に基づく
速度信号をサーボモータ３に出力する。速度制御ユニッ
ト２の伝達関数はＡ（Ｓ）である。
速度信号をサーボモータ３に出力する。速度制御ユニッ
ト２の伝達関数はＡ（Ｓ）である。
サーボモータ３は速度信号に基づいて作動する。
サーボモータ３の伝達関数は積分１／Ｓである。
位置ループ４は、サーボモータ３に接続された図示時の
パルスゼネレータ等により与えられる位置応答の位置フ
ィードバック信号Ｙ（Ｓ）を前記位置制御器１にフィー
ドバックする。
パルスゼネレータ等により与えられる位置応答の位置フ
ィードバック信号Ｙ（Ｓ）を前記位置制御器１にフィー
ドバックする。
パスラは、位置偏差信号ｅ（Ｓ）に調整可能な係数Ｃを
乗算した値を、位置フィードバック信号Ｙ（Ｓ）から減
算するためのものであり、位置制御器１と速度制御ユニ
ット２の間から位置ループ４を結んで設けられている。
乗算した値を、位置フィードバック信号Ｙ（Ｓ）から減
算するためのものであり、位置制御器１と速度制御ユニ
ット２の間から位置ループ４を結んで設けられている。
「作動」
上記構成の本発明によるフィードバック制御装置では、
パスラを設けたことにより、位置制御器１に入力される
位置フィードバック量は、位置フィードバック信号Ｙ（
Ｓ）から、位置偏差信号ｅ（Ｓ）に係数Ｃを乗算した値
Ｃ−ｅ（Ｓ）を減算した値となり、Ｙ（Ｓ）−Ｃ−ｅ（
Ｓ）と表される。
パスラを設けたことにより、位置制御器１に入力される
位置フィードバック量は、位置フィードバック信号Ｙ（
Ｓ）から、位置偏差信号ｅ（Ｓ）に係数Ｃを乗算した値
Ｃ−ｅ（Ｓ）を減算した値となり、Ｙ（Ｓ）−Ｃ−ｅ（
Ｓ）と表される。
従って、位置偏差信号ｅ（Ｓ）が大きな値の場合はパス
ラにおける減算値Ｃ−ｅ （Ｓ ）も大きな値となって
位置フィードバック量Ｙ（Ｓ）−Ｃ−ｅ（Ｓ）は位置フ
ィードバック信号Ｙ（Ｓ）よりも太きく減少し、かつ位
置偏差信号ｅ（Ｓ）が小さな値の場合はパス５における
減算値Ｃ−ｅ（Ｓ）も小さな値となって位置フィードバ
ック量Ｙ（Ｓ） Ｃ−ｅ（Ｓ）は位置フィードバック
信号Ｙ（Ｓ）に対してあまり減少せず通常の値に近くな
る。
ラにおける減算値Ｃ−ｅ （Ｓ ）も大きな値となって
位置フィードバック量Ｙ（Ｓ）−Ｃ−ｅ（Ｓ）は位置フ
ィードバック信号Ｙ（Ｓ）よりも太きく減少し、かつ位
置偏差信号ｅ（Ｓ）が小さな値の場合はパス５における
減算値Ｃ−ｅ（Ｓ）も小さな値となって位置フィードバ
ック量Ｙ（Ｓ） Ｃ−ｅ（Ｓ）は位置フィードバック
信号Ｙ（Ｓ）に対してあまり減少せず通常の値に近くな
る。
ここで位置ループ４の伝達関数Ｇ（Ｓ）は、Ｇ（Ｓ）＝
Ｙ（Ｓ）／Ｘ（Ｓ） −（１）と
表される。この伝達関数Ｇ（Ｓ）が１であるときに最適
なフィードバック制御がなされることになる。伝達関数
Ｇ（Ｓ）の値は以下のようにして求められる。まず位置
偏差信号ｅ（Ｓ）は、位置入力Ｘ（Ｓ）と位置フィード
バック量［Ｙ （Ｓ ） −Ｃ−ｅ （Ｓ ）］の偏差
であるから、 ｅ（Ｓ）＝Ｘ（Ｓ）−［Ｙ（Ｓ）−Ｃ−ｅ（Ｓ）］
”・（２）と表される。この（２）式を変形す
ることにより位置偏差信号ｅ（Ｓ）は、 と表される。また位置フィードバック信号ｙ（ｓ）は、 Ｙ（Ｓ）−ｅ（ＳＩＡ（Ｓ）・１／Ｓ
・・（４）と表される。この（４）式に（
３）式を代入すれば、となり、（５）式を変形すること
によりＹ（Ｓ）は、と表される。ここで（６）式を（１
）式に代入してＸ（Ｓ）、Ｙ（Ｓ）を消去することによ
り伝達間数Ｇ（Ｓ）は、 と表される。（７）式においてＣ＝１のときＧ（Ｓ）＝
１となり最適解が得られる。
Ｙ（Ｓ）／Ｘ（Ｓ） −（１）と
表される。この伝達関数Ｇ（Ｓ）が１であるときに最適
なフィードバック制御がなされることになる。伝達関数
Ｇ（Ｓ）の値は以下のようにして求められる。まず位置
偏差信号ｅ（Ｓ）は、位置入力Ｘ（Ｓ）と位置フィード
バック量［Ｙ （Ｓ ） −Ｃ−ｅ （Ｓ ）］の偏差
であるから、 ｅ（Ｓ）＝Ｘ（Ｓ）−［Ｙ（Ｓ）−Ｃ−ｅ（Ｓ）］
”・（２）と表される。この（２）式を変形す
ることにより位置偏差信号ｅ（Ｓ）は、 と表される。また位置フィードバック信号ｙ（ｓ）は、 Ｙ（Ｓ）−ｅ（ＳＩＡ（Ｓ）・１／Ｓ
・・（４）と表される。この（４）式に（
３）式を代入すれば、となり、（５）式を変形すること
によりＹ（Ｓ）は、と表される。ここで（６）式を（１
）式に代入してＸ（Ｓ）、Ｙ（Ｓ）を消去することによ
り伝達間数Ｇ（Ｓ）は、 と表される。（７）式においてＣ＝１のときＧ（Ｓ）＝
１となり最適解が得られる。
このようにして、単純な係数Ｃを設定することにより、
位置偏差信号に応じて位置ループの伝達関数すなわちサ
ーボ系全体の伝達関数が変化する。
位置偏差信号に応じて位置ループの伝達関数すなわちサ
ーボ系全体の伝達関数が変化する。
「発明の効果」
以上述べたように、本発明のフィードバック制御装置は
、位置入力を行う位置指令部と、前記位置入力と位置応
答の偏差による位置偏差信号を求める位置制御器と、前
記位置偏差信号に基づいて速度信号を出力する速度制御
ユニットと、該速度制御ユニットの出力信号により作動
するサーボモータと、該サーボモータにより与えられた
位置応答の位置フィードバック信号を前記位置制御器に
フィードバックする位置ループを有するとともに、前記
位置偏差信号に係数を乗算した値を位置フィードバック
信号から減算するパスを前記位置制御器と速度制御ユニ
ットの闇から前記位置ループを結んで設けることを特徴
とするから、位置偏差信号が大きな値の場合は位置フィ
ードバック信号が大きく減少し、速度制御ユニットに与
えられる信号が大きくなり、サーボ系の遅れを早く追従
できる。位置偏差信号が小さな値の場合は位置フィード
バック信号があまり減少せず、通常の値に近くなる。こ
のようにして、単純な係数を設定することにより位置入
力と位置応答の伝達関数を容易に最適値とすることがで
き、かつ位置偏差信号に応じて位置ループの伝達関数が
変化し、適切なフィ−ドパツク制御がなされるようにな
るという優れた効果がある。
、位置入力を行う位置指令部と、前記位置入力と位置応
答の偏差による位置偏差信号を求める位置制御器と、前
記位置偏差信号に基づいて速度信号を出力する速度制御
ユニットと、該速度制御ユニットの出力信号により作動
するサーボモータと、該サーボモータにより与えられた
位置応答の位置フィードバック信号を前記位置制御器に
フィードバックする位置ループを有するとともに、前記
位置偏差信号に係数を乗算した値を位置フィードバック
信号から減算するパスを前記位置制御器と速度制御ユニ
ットの闇から前記位置ループを結んで設けることを特徴
とするから、位置偏差信号が大きな値の場合は位置フィ
ードバック信号が大きく減少し、速度制御ユニットに与
えられる信号が大きくなり、サーボ系の遅れを早く追従
できる。位置偏差信号が小さな値の場合は位置フィード
バック信号があまり減少せず、通常の値に近くなる。こ
のようにして、単純な係数を設定することにより位置入
力と位置応答の伝達関数を容易に最適値とすることがで
き、かつ位置偏差信号に応じて位置ループの伝達関数が
変化し、適切なフィ−ドパツク制御がなされるようにな
るという優れた効果がある。
第１図は本発明のフィードバック制御装置を示すブロッ
ク線図、第２図は従来のフィードバック制御装置を示す
ブロック線図である。 １１９１位置制御器、 ２１１．速度制御ユニット、３
９３．サーボモータ、 ４８９０位置ループ、 ５５．
。 パス、 Ｘ（Ｓ）、、、位置入力、 Ｙ（Ｓ）、、、位
置応答、 ｅ （Ｓ ）、、、位置偏差信号。
ク線図、第２図は従来のフィードバック制御装置を示す
ブロック線図である。 １１９１位置制御器、 ２１１．速度制御ユニット、３
９３．サーボモータ、 ４８９０位置ループ、 ５５．
。 パス、 Ｘ（Ｓ）、、、位置入力、 Ｙ（Ｓ）、、、位
置応答、 ｅ （Ｓ ）、、、位置偏差信号。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 位置入力を行う位置指令部と、 前記位置入力と位置応答の偏差による位置偏差信号を求
める位置制御器と、 前記位置偏差信号に基づいて速度信号を出力する速度制
御ユニットと、 該速度制御ユニットの出力信号により作動するサーボモ
ータと、 該サーボモータにより与えられた位置応答の位置フィー
ドバック信号を前記位置制御器にフィードバックする位
置ループを有するとともに、前記位置偏差信号に係数を
乗算した値を位置フィードバック信号から減算するパス
を前記位置制御器と速度制御ユニットの間から前記位置
ループを結んで設ける ことを特徴とするフィードバック制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9577990A JPH03292514A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | フィードバック制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9577990A JPH03292514A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | フィードバック制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03292514A true JPH03292514A (ja) | 1991-12-24 |
Family
ID=14146968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9577990A Pending JPH03292514A (ja) | 1990-04-10 | 1990-04-10 | フィードバック制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03292514A (ja) |
-
1990
- 1990-04-10 JP JP9577990A patent/JPH03292514A/ja active Pending
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