JPH04193085A - サーボモータの制御装置 - Google Patents
サーボモータの制御装置Info
- Publication number
- JPH04193085A JPH04193085A JP2323683A JP32368390A JPH04193085A JP H04193085 A JPH04193085 A JP H04193085A JP 2323683 A JP2323683 A JP 2323683A JP 32368390 A JP32368390 A JP 32368390A JP H04193085 A JPH04193085 A JP H04193085A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- servo motor
- current
- speed
- deviation
- control device
- Prior art date
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- Pending
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- Control Of Electric Motors In General (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、フマジイ推論によりフィードフォワード量を
決定する方式を有するサーボモータの制御装置に関する
。
決定する方式を有するサーボモータの制御装置に関する
。
従来の技術
従来のサーボモータの制御装置について第４図にもとづ
き説明する。
き説明する。
位置フィードバックループをもつサーボモータの制御装
置はモータ１の回転位置または機械可動部の位置を制御
するための位置フィードバックループの他にモータ１の
回転速度を制御するための速度フィードバックループと
、モータ電流を制御するための電流フィードバックルー
プを有する。電流増幅器８は電流フィードバックループ
内で電流検出器９が検出したモータ電流■１と比例積分
制御器７からの電流指令値１ｏとの偏差が零になるよう
に制御する。比例積分制御器７は速度フィードバックル
ープ内でエンコーダ等の速度検出器２が検出したモータ
速度Ｖ１とＤ／Ａ変換器６からの速度指令値ｖｏとの偏
差が零になるように電流指令値１ｏを決定する。Ｄ／Ａ
は変換器６はレゾルバやエンコーダ等の位置検出器３で
検出されたモータ位置Ｌ１と指令パルス発生回路５から
与えられる位置指令値Ｌｏとの差が零になるように速度
指令値Ｖｏを決定し、位置フィードバックループにより
サーボモータ１の位置を制御する。なお図中、４ａ、４
ｂ、４ｃは加算器、１０はフィードフォワード回路であ
る。
置はモータ１の回転位置または機械可動部の位置を制御
するための位置フィードバックループの他にモータ１の
回転速度を制御するための速度フィードバックループと
、モータ電流を制御するための電流フィードバックルー
プを有する。電流増幅器８は電流フィードバックループ
内で電流検出器９が検出したモータ電流■１と比例積分
制御器７からの電流指令値１ｏとの偏差が零になるよう
に制御する。比例積分制御器７は速度フィードバックル
ープ内でエンコーダ等の速度検出器２が検出したモータ
速度Ｖ１とＤ／Ａ変換器６からの速度指令値ｖｏとの偏
差が零になるように電流指令値１ｏを決定する。Ｄ／Ａ
は変換器６はレゾルバやエンコーダ等の位置検出器３で
検出されたモータ位置Ｌ１と指令パルス発生回路５から
与えられる位置指令値Ｌｏとの差が零になるように速度
指令値Ｖｏを決定し、位置フィードバックループにより
サーボモータ１の位置を制御する。なお図中、４ａ、４
ｂ、４ｃは加算器、１０はフィードフォワード回路であ
る。
第５図は第４図の速度フィードバックループの構成を示
すブロック線図である。１１は比例積分制御器とサーボ
モータ、１２は負荷、１３は外乱トルクＴｔ、、１４は
速度指令信号Ｖ。、１５はサーボモータの速度Ｖ＋、ｉ
６は速度偏差εである。最初モータは停止すなわちＶ、
−〇とする。
すブロック線図である。１１は比例積分制御器とサーボ
モータ、１２は負荷、１３は外乱トルクＴｔ、、１４は
速度指令信号Ｖ。、１５はサーボモータの速度Ｖ＋、ｉ
６は速度偏差εである。最初モータは停止すなわちＶ、
−〇とする。
正の値の速度指令Ｖｏを与えると、Ｖｏと〜′１の差す
なわち速度偏差εはある正の値をとる。このため正の値
のトルクが発生し、軸が加速され速度が上がる。速度が
上昇するにつれて偏差εが零に近づいて（る。このため
トルクも減少して軸の加速が弱（なる。モータの速度が
指令速度に一致すると、トルクが零となり加速しなくな
る。外乱トルクＴｔ、がこのままであればこの速度で回
転を続けることになる。すなわち、モータの速度が希望
どおりの値に定速制御される。またフィードフォワード
量ｆを入力に加え擬似的に偏差εを太き（することで、
指令された位置へ速く到達するよう制御することができ
る。
なわち速度偏差εはある正の値をとる。このため正の値
のトルクが発生し、軸が加速され速度が上がる。速度が
上昇するにつれて偏差εが零に近づいて（る。このため
トルクも減少して軸の加速が弱（なる。モータの速度が
指令速度に一致すると、トルクが零となり加速しなくな
る。外乱トルクＴｔ、がこのままであればこの速度で回
転を続けることになる。すなわち、モータの速度が希望
どおりの値に定速制御される。またフィードフォワード
量ｆを入力に加え擬似的に偏差εを太き（することで、
指令された位置へ速く到達するよう制御することができ
る。
発明が解決しようとする課題
フィードフすワード量ｆの値は、目的の位置から大きく
離れているときは指令された位置へ速く到達するために
大きな値の方がよ（、目的の位置に近接した時は小さな
値の方か適当であるが、従来の方法ではフィードフォワ
ード量ｆはフィードフォワード回路１０のゲインか一定
であるため適当であるとはいえない。
離れているときは指令された位置へ速く到達するために
大きな値の方がよ（、目的の位置に近接した時は小さな
値の方か適当であるが、従来の方法ではフィードフォワ
ード量ｆはフィードフォワード回路１０のゲインか一定
であるため適当であるとはいえない。
本発明は、位置制御を行う際に最短時間で目的の位置に
到達できるように、ファジィ推論により適切なフィード
フォワード量ｆを設定するサーボモータの制御装置を提
供することを目的とする。
到達できるように、ファジィ推論により適切なフィード
フォワード量ｆを設定するサーボモータの制御装置を提
供することを目的とする。
課題を解決するための手段
上記目的を達成するために本発明のサーボモータの制御
装置は、位置ループの位置偏差と電流ループの電流偏差
とを前件部の変数として、適切なフィードフォワード量
ｆを計算し、そのｆを比例積分制御器の入力に加算する
ファジィ推論器を備えている。
装置は、位置ループの位置偏差と電流ループの電流偏差
とを前件部の変数として、適切なフィードフォワード量
ｆを計算し、そのｆを比例積分制御器の入力に加算する
ファジィ推論器を備えている。
作用
上記の構成により位置決めが速（なり、かつ位置指令が
変化した時の追従性も向上する。
変化した時の追従性も向上する。
実施例
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第１図は本発明のサーボモータの制御装置の一実施例を
示すブロック図である。
示すブロック図である。
２１はサーボモータ、２２は速度検出器、２３は位置検
出器、２４ａ、２４ｂ、２４ｃは加算器、２５は位置指
令器、２６はＤ／Ａ変換器、２７は比例積分制御器、２
８は電流増幅器、２９は電流検出器、３０は本発明の骨
子であるファジィ推論器である。なお、ε、は位置偏差
、ε２は速度偏差、ε３は電流偏差である。
出器、２４ａ、２４ｂ、２４ｃは加算器、２５は位置指
令器、２６はＤ／Ａ変換器、２７は比例積分制御器、２
８は電流増幅器、２９は電流検出器、３０は本発明の骨
子であるファジィ推論器である。なお、ε、は位置偏差
、ε２は速度偏差、ε３は電流偏差である。
まず、ファジィ推論の手段を説明する。
周知のようにファジィ推論とは、言語的に記述された制
御ルールに従って出力を決定する推論方法であり、人間
の経験や勘、熟練オペレータのノウハウに基づ（知識を
ルールに反映することによって、要求に見合った制御系
を設計することができる。
御ルールに従って出力を決定する推論方法であり、人間
の経験や勘、熟練オペレータのノウハウに基づ（知識を
ルールに反映することによって、要求に見合った制御系
を設計することができる。
ファジィ推論器３ｏは位置検出器２３の出力である位置
情報Ｌ１と位置指令し。との位置偏差ε１（ε＋＝Ｌｏ
Ｌ＋＞を前件部の第１の変数とする。同様に電流検
出器２９の出力であるＩ、と比例積分制御器２７の電流
指令値Ｉｏとの電流偏差ε３ （ε３＝Ｉｏ Ｉ＋）
を前件部の第２の変数とする。これら２つの変数を用い
てファジィ演算して得られる出力結果ｆを比例積分制御
器２７の入力に加算してフィードフォワード制御を行う
が、位置偏差ε１．電流偏差ε３．出力結果ｆは小さい
とか非常に大きいなどのあいまいな表現であるファジィ
変数で表され、それぞれのファジィ変数は第２図に示す
ようにメンバシップ関数で定義される。
情報Ｌ１と位置指令し。との位置偏差ε１（ε＋＝Ｌｏ
Ｌ＋＞を前件部の第１の変数とする。同様に電流検
出器２９の出力であるＩ、と比例積分制御器２７の電流
指令値Ｉｏとの電流偏差ε３ （ε３＝Ｉｏ Ｉ＋）
を前件部の第２の変数とする。これら２つの変数を用い
てファジィ演算して得られる出力結果ｆを比例積分制御
器２７の入力に加算してフィードフォワード制御を行う
が、位置偏差ε１．電流偏差ε３．出力結果ｆは小さい
とか非常に大きいなどのあいまいな表現であるファジィ
変数で表され、それぞれのファジィ変数は第２図に示す
ようにメンバシップ関数で定義される。
位置偏差情報（εＩ）は第２図（ａ）のように［〜１〜
１］の区間に正規化され、ＮＬ（負に非常に大きい。す
なわち目的の位置より負の方向に非常に離れていること
を表す）からＰＬ（正に非常に大きい。すなわち目的の
位置より正の方向に非常に離れていることを表す）まで
７つのファジィ変数で定義される。同様に電流偏差情報
（ε３）は第２図（ｂ）のように［−１〜１］の区間に
正規化され、ＮＬ（負に非常に大きい。すなわち電流指
令よりも非常に高いことを表す）からＰＬ（正に非常に
大きい。すなわち電流指令よりも非常に低いことを表す
）までの７つのファジィ変数で定義される。
１］の区間に正規化され、ＮＬ（負に非常に大きい。す
なわち目的の位置より負の方向に非常に離れていること
を表す）からＰＬ（正に非常に大きい。すなわち目的の
位置より正の方向に非常に離れていることを表す）まで
７つのファジィ変数で定義される。同様に電流偏差情報
（ε３）は第２図（ｂ）のように［−１〜１］の区間に
正規化され、ＮＬ（負に非常に大きい。すなわち電流指
令よりも非常に高いことを表す）からＰＬ（正に非常に
大きい。すなわち電流指令よりも非常に低いことを表す
）までの７つのファジィ変数で定義される。
またフィードフォワード情報（ｆ）は第２図（ｃ）のよ
うにＮＬ（負に非常に大きい）からＰＬ（正に非常に大
きい〉までの７つのファジィ変数で定義される。
うにＮＬ（負に非常に大きい）からＰＬ（正に非常に大
きい〉までの７つのファジィ変数で定義される。
これらのファジィ変数を用いた制御ルールとしては、例
えば次のようなものが考えられる。
えば次のようなものが考えられる。
（１） もし位置偏差情報が適正（ＺＲ）で電流偏差
情報が適正ならば、フィードフォワード情報（ｆ）はゼ
ロ（ＺＲ）にせよ。
情報が適正ならば、フィードフォワード情報（ｆ）はゼ
ロ（ＺＲ）にせよ。
（２） もしε１が正に非常に太きく（ＰＬ）、ε２
が正に非常に大きい（ＰＬ）ならば、ｆは正方向に非常
に太きく （ＰＬ）せよ。
が正に非常に大きい（ＰＬ）ならば、ｆは正方向に非常
に太きく （ＰＬ）せよ。
（３） もしε１が正に中位太きく （ＰＭ）、ε２
が正に中位大きい（ＰＭ）ならば、ｆは正方向に中位太
きく（ＰＭ）せよ。
が正に中位大きい（ＰＭ）ならば、ｆは正方向に中位太
きく（ＰＭ）せよ。
（４） もしε１が正に少し太きく（ＰＳ）、ε２が
正に少し大きい（Ｐｓ）ならば、ｆは正方向に少し太き
く （ＰＳ）せよ。
正に少し大きい（Ｐｓ）ならば、ｆは正方向に少し太き
く （ＰＳ）せよ。
（５） もしε１が負に少し太きく（ＮＳ）、ε２が
負に少し大きい（ＮＳ）ならば、「は負に少し太きく
（ＰＳ）せよ。
負に少し大きい（ＮＳ）ならば、「は負に少し太きく
（ＰＳ）せよ。
（６） もしε、が負に中位太きく （ＮＭ） 、ε
２が負に中位大きい（ＮＭ）ならば、ｆは負に中位太き
く（ＮＭ’）せよ。
２が負に中位大きい（ＮＭ）ならば、ｆは負に中位太き
く（ＮＭ’）せよ。
（′７） もしε１が負に非常に太きく（ＮＬ）、ε
２が負に非常に大きい（ＮＬ）ならば、ｆは負に非常に
太きく （ＮＬ）せよ。
２が負に非常に大きい（ＮＬ）ならば、ｆは負に非常に
太きく （ＮＬ）せよ。
次にファジィ推論の過程を第３図を用いて説明する。
本実施例でのファジィ推論では、ＭＩＮ−１ＡＸ−重心
法（頭切り法とも呼ばれる）を用いる。
法（頭切り法とも呼ばれる）を用いる。
まず、それぞれのルールごとの結論を求める。
例えば、ルール１ （ｉｆ ε＋ −ＰＬ ａｎｄ
ε２ ＝ＰＭ、ｔｈｅｎ ｆ＝ＰＭ）に対しては、第
３図■に示すように前件部の各変数の入力値に対するグ
レードをとり、それらの最小（ＭＩＮ）をとることによ
り前件部の適合度を求め、第３図■に示すように後件部
変数の頭を前件部の適合度でカット（斜線部分）したも
のをこのルールの結論とする。同じステップを各ルール
に適用し、各 Ｉルール毎の結論を求めた後に第３図■
に示すように、全結論の最大（ＭＡＸ）をとり、第３図
■に示すように、そのメンバーシップ関数の重心に対応
する値を推論結果として決定する。
ε２ ＝ＰＭ、ｔｈｅｎ ｆ＝ＰＭ）に対しては、第
３図■に示すように前件部の各変数の入力値に対するグ
レードをとり、それらの最小（ＭＩＮ）をとることによ
り前件部の適合度を求め、第３図■に示すように後件部
変数の頭を前件部の適合度でカット（斜線部分）したも
のをこのルールの結論とする。同じステップを各ルール
に適用し、各 Ｉルール毎の結論を求めた後に第３図■
に示すように、全結論の最大（ＭＡＸ）をとり、第３図
■に示すように、そのメンバーシップ関数の重心に対応
する値を推論結果として決定する。
このような推論の実行は汎用のマイクロコンピュータや
ディジタル・シグナル・プロセッサを利用することによ
って、また専用のファジィ演算チップを用いても可能で
ある。
ディジタル・シグナル・プロセッサを利用することによ
って、また専用のファジィ演算チップを用いても可能で
ある。
以上のような構成により、位置偏差情報と電流偏差情報
の両方を加味してフィードフォワード情報量を制御する
ため、フィードフォワード情報量を固定しているときに
比較して、モータの位置決め時間を短時間に行うことが
できる。
の両方を加味してフィードフォワード情報量を制御する
ため、フィードフォワード情報量を固定しているときに
比較して、モータの位置決め時間を短時間に行うことが
できる。
発明の効果
以上の説明で明らかなように本発明によれば、ファジィ
推論によるフィードフォワード量の可変化によりフィー
ドフォワード量を一定にしておくときに比へ、サーボモ
ータの位置決め時間の高速化が実現でき実用的効果は大
きい。
推論によるフィードフォワード量の可変化によりフィー
ドフォワード量を一定にしておくときに比へ、サーボモ
ータの位置決め時間の高速化が実現でき実用的効果は大
きい。
第１図は本発明のサーボモータの制御装置の一実施例を
示すブロック図、第２図はファジィ変数の定義を示す模
式図、第３図はファジィ推論の過程を説明するための模
式図、第４図は従来のサーボモータの制御装置のブロッ
ク図、第５図は一般的な速度フィードバックループのブ
ロック図である。 ２５・・・・・・位置指令器、２６・・・・・・Ｄ／Ａ
変換機、２７・・・・・・比例積分制御機、２８・・・
・・・電流増幅機、３０・・・・・・ファジィ推論器、
ε、・・・・・・位置偏差、ε２・・・・・・速度偏差
、ε３・・・・・・電流偏差、ｆ・・・・・・フィード
フォワード量。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治明 ほか２名第２図 乞３（１Ｌ偏又傾報） 第３図
示すブロック図、第２図はファジィ変数の定義を示す模
式図、第３図はファジィ推論の過程を説明するための模
式図、第４図は従来のサーボモータの制御装置のブロッ
ク図、第５図は一般的な速度フィードバックループのブ
ロック図である。 ２５・・・・・・位置指令器、２６・・・・・・Ｄ／Ａ
変換機、２７・・・・・・比例積分制御機、２８・・・
・・・電流増幅機、３０・・・・・・ファジィ推論器、
ε、・・・・・・位置偏差、ε２・・・・・・速度偏差
、ε３・・・・・・電流偏差、ｆ・・・・・・フィード
フォワード量。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治明 ほか２名第２図 乞３（１Ｌ偏又傾報） 第３図
Claims (1)
- 位置フィードバックループと速度フィードバックループ
と電流フィードバックループと比例積分制御器とファジ
ィ推論器とを備え、ファジィ推論器は位置偏差量と電流
偏差量とを前件部の入力の変数とし、その出力を上記比
例積分制御器の入力にフィードフォワード信号として加
算することを特徴とするサーボモータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323683A JPH04193085A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | サーボモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2323683A JPH04193085A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | サーボモータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04193085A true JPH04193085A (ja) | 1992-07-13 |
Family
ID=18157436
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2323683A Pending JPH04193085A (ja) | 1990-11-26 | 1990-11-26 | サーボモータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04193085A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011172388A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Tamagawa Seiki Co Ltd | モータ速度検出構造、角速度センサ付き角度センサおよびサーボシステム |
-
1990
- 1990-11-26 JP JP2323683A patent/JPH04193085A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011172388A (ja) * | 2010-02-18 | 2011-09-01 | Tamagawa Seiki Co Ltd | モータ速度検出構造、角速度センサ付き角度センサおよびサーボシステム |
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