JPH04200285A - 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
- JPH04200285A JPH04200285A JP2332495A JP33249590A JPH04200285A JP H04200285 A JPH04200285 A JP H04200285A JP 2332495 A JP2332495 A JP 2332495A JP 33249590 A JP33249590 A JP 33249590A JP H04200285 A JPH04200285 A JP H04200285A
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- Japan
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- fuzzy
- same
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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、比例積分制御器のゲインを動作条件に応じて
擬似的に可変するファジィ推論器を有するサーボモータ
の制御装置に関する。
擬似的に可変するファジィ推論器を有するサーボモータ
の制御装置に関する。
従来の技術
第５図は従来のサーボモータの速度フィードバックルー
プの構成を表すブロック線図である。
プの構成を表すブロック線図である。
図において、ｌは比例積分制御器およびサーボモータ、
２は積分器（負荷）、３は外乱トルクＴ Ｌ、４は速度
指令信号Ｖ、、、５はサーボモータの速度Ｖ１．６は速
度指令信号Ｖｏとサーボモータの速度Ｖ、との差、すな
わち速度偏差εである。
２は積分器（負荷）、３は外乱トルクＴ Ｌ、４は速度
指令信号Ｖ、、、５はサーボモータの速度Ｖ１．６は速
度指令信号Ｖｏとサーボモータの速度Ｖ、との差、すな
わち速度偏差εである。
最初モータは停止、すなわちＶ、＝Ｏとする。
正の値の速度指令Ｖｏを与えると、ＶＯからｖｌを引い
た値である速度偏差εはある正の値をとる。
た値である速度偏差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速度偏差εが零に近づ
く。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Ｖ、が指令速度Ｖ。
上がる。速度が上昇するにつれて速度偏差εが零に近づ
く。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Ｖ、が指令速度Ｖ。
に一致すると、トルクが零となって加速しな（なり、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。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。
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。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。
発明が解決しようとする課題
比例積分制御における比例ゲイン、積分ゲインは実機の
動作条件に応じて調整され、固定される。
動作条件に応じて調整され、固定される。
しかし入力信号の急変に速応する。すなわち、モータの
起動、停止時においては連応性をよくするために比例ゲ
インが太き（、積分ゲインが小さいほうがよく、外乱ト
ルクによる定常偏差が大きいときは積分ゲインが大きい
方がよい。
起動、停止時においては連応性をよくするために比例ゲ
インが太き（、積分ゲインが小さいほうがよく、外乱ト
ルクによる定常偏差が大きいときは積分ゲインが大きい
方がよい。
したかって、従来の方法で比例ゲイン、積分ゲインを固
定する方法は最適であるとはいえない。
定する方法は最適であるとはいえない。
そこで、本発明はモータの起動、停止時、あるいは外乱
の大小により、比例ゲイン、積分ゲインを適切な値に設
定するためにファジィ推論により、比例制御および積分
制御の人力値を制り１１°づるり・−ボモータの制御装
置を提供することを目的とする。
の大小により、比例ゲイン、積分ゲインを適切な値に設
定するためにファジィ推論により、比例制御および積分
制御の人力値を制り１１°づるり・−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、適切なサーボ動作を行うために、速度指令Ｖ。
装置は、適切なサーボ動作を行うために、速度指令Ｖ。
、ｖｏの変化率α、および速度偏差εを前件部の変数と
して、その出力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。
して、その出力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、速度指令入力や負荷トルクが変化し
た時の追従性が向上する。
た時の追従性が向上する。
実施例
以下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。
図において、１１はサーボモータ、１２は速度検出器、
１３は電流検出器、１４は速度指令信号■ｏを発する速
度指令器、１５は微分器、１６は比例制御器、１７は積
分ｍり部器、１８は本発明の骨子であるファジィ推論器
、１９は電流増幅器である。
１３は電流検出器、１４は速度指令信号■ｏを発する速
度指令器、１５は微分器、１６は比例制御器、１７は積
分ｍり部器、１８は本発明の骨子であるファジィ推論器
、１９は電流増幅器である。
まず、ファジィ推論の手段を詳しく説明する。
−ファジィ推論とは、周知のように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。
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。
本実施例ではファジィ推論器１８は速度検出器１２の出
力である位置情報Ｖ、と位置指令信号■。
力である位置情報Ｖ、と位置指令信号■。
との速度偏差ε（ε＝Ｖｏ Ｖ＋）を前件部の第１の
変数とする。同様に速度指令器１４の出力であるｖｌ＋
を１）；１件部の第２の変数、Ｖｏを微分器１５て微分
した値である速度情報αを第３の変数とする。これら３
つの変数を用いてファジィ演算して得られる出力「、を
比例制御器１６の入力に、出力ｆ２を積分制御器１７の
入力に各々加算する。
変数とする。同様に速度指令器１４の出力であるｖｌ＋
を１）；１件部の第２の変数、Ｖｏを微分器１５て微分
した値である速度情報αを第３の変数とする。これら３
つの変数を用いてファジィ演算して得られる出力「、を
比例制御器１６の入力に、出力ｆ２を積分制御器１７の
入力に各々加算する。
速度偏差ε、速度指令信号ＶＯ＋加速度αは小さいこと
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図および第
３図に示すようにメンバーシップ関数で定義される。
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図および第
３図に示すようにメンバーシップ関数で定義される。
速度偏差情報ε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。
区間に正規化され、ＮＬ’（負に非常に大きい。
すなわち目的の速度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。
とを表す）からＰＬ（正に非常に大きい。
すなわち目的の速度より正の方向に非常に離れているこ
とを表す）までの７つのファジィ変数で定義される。同
様に速度指令信号ＶＯは第２図（ｂ）のように加速度情
報αは第２図（Ｃ）のように、比例制御器１６への入力
値、ｆｌは第３図（ａ）のように、積分制御器１７への
入力値、ｆ２は第３図（ｂ）のようにそれぞれ７つのフ
ァジィ変数で定義される。
とを表す）までの７つのファジィ変数で定義される。同
様に速度指令信号ＶＯは第２図（ｂ）のように加速度情
報αは第２図（Ｃ）のように、比例制御器１６への入力
値、ｆｌは第３図（ａ）のように、積分制御器１７への
入力値、ｆ２は第３図（ｂ）のようにそれぞれ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。
比例増幅器入力値の制御ルールの場合
（１） もし速度偏差εが正に非常に太きく （ＰＬ
）、速度指令信号■。が正に非常に太きく （ＰＬ）、
加速度αが正に非常に大きい（ＰＬ）ならば、比例ｍり
部器の入力ｆ１は正に非常に太きく （ＰＬ）しなさい
。
）、速度指令信号■。が正に非常に太きく （ＰＬ）、
加速度αが正に非常に大きい（ＰＬ）ならば、比例ｍり
部器の入力ｆ１は正に非常に太きく （ＰＬ）しなさい
。
（２） もしεが正に非常に大きく（ＰＬ）、ｖｏが
正に非常に人きく （ＰＩ、）、αが正に中位大きいく
ＰＭ）ならば、ｆｌは正に中位太きく （ＰＭ）しなさ
い。
正に非常に人きく （ＰＩ、）、αが正に中位大きいく
ＰＭ）ならば、ｆｌは正に中位太きく （ＰＭ）しなさ
い。
（３） もしεが正に非常に太きく （ＰＬ）、Ｖｏ
が正に中位大−ｅ＜ （ＰＭ） 、αが正に中位大きい
（ＰＭ）ならば、ｆｌを正に中位太きく （ＰＭ）しな
さい。
が正に中位大−ｅ＜ （ＰＭ） 、αが正に中位大きい
（ＰＭ）ならば、ｆｌを正に中位太きく （ＰＭ）しな
さい。
（４） もしεが正に中位太きく （ＰＭ） 、ｖ、
が正に中位太きく （ＰＭ） 、αが正に中位大きい（
ＰＭ）ならば、ｆｌを正に中位太きく （ＰＭ）しなさ
い。
が正に中位太きく （ＰＭ） 、αが正に中位大きい（
ＰＭ）ならば、ｆｌを正に中位太きく （ＰＭ）しなさ
い。
（５） もしεか正に少し大きく（ＰＳ）、ｖｏが正
に中位太きく（ＰＭ）、αか正に中位大きい（ＰＭ）な
らば、ｆ、を正に中位太きく （ＰＭ）しなさい。
に中位太きく（ＰＭ）、αか正に中位大きい（ＰＭ）な
らば、ｆ、を正に中位太きく （ＰＭ）しなさい。
（６） もしεが正に少し太きく（ＰＳ）、Ｖ、が正
に少し太きく（ＰＳ）、αが正に少し大きい（ＰＳ）な
らば、ｆ＋を正に少し太きく （ＰＳ）しなさい。
に少し太きく（ＰＳ）、αが正に少し大きい（ＰＳ）な
らば、ｆ＋を正に少し太きく （ＰＳ）しなさい。
（７） もしεが適正（ＺＲ）、Ｖｏが適正（ＺＲ）
、αが適正（ＺＲ）ならば、ｆｌを適正（ＺＲ）にしな
さい。
、αが適正（ＺＲ）ならば、ｆｌを適正（ＺＲ）にしな
さい。
（８） もしεが負に非常に太きく（ＮＬ）、ｖｏが
負に非常に太きく（ＮＬ）、αが負に非常に大きい（Ｎ
Ｌ）ならば、ｆｌは負に非常に太き（（ＮＬ）Ｌなさい
。
負に非常に太きく（ＮＬ）、αが負に非常に大きい（Ｎ
Ｌ）ならば、ｆｌは負に非常に太き（（ＮＬ）Ｌなさい
。
（９） もしεが負に非常に太きく （ＮＬ） 、ｖ
ｏが負に非常に太きく （ＮＬ）、αが負に中位大きい
（ＮＭ）ならば、ｆ、は負に中位太きく （ＮＭ）しな
さい。
ｏが負に非常に太きく （ＮＬ）、αが負に中位大きい
（ＮＭ）ならば、ｆ、は負に中位太きく （ＮＭ）しな
さい。
ａａ＋ ムし乙が負に非’！＋！’に太きく（ＮＬ）
、Ｖｏが負に中位太きく （ＮＭ）、αが負に中位大き
い（ＮＭ）ならば、ｆｌは負に中位太きく（ＮＭ）しな
さい。
、Ｖｏが負に中位太きく （ＮＭ）、αが負に中位大き
い（ＮＭ）ならば、ｆｌは負に中位太きく（ＮＭ）しな
さい。
ＯＤ もしεが負に中位太きく （ＮＭ） 、Ｖｏが
負に中位太きく（ＮＭ）、αが負に中位大きい（ＮＭ）
ならば、ｆ、は負に中位太きく（ＮＭ）しなさい。
負に中位太きく（ＮＭ）、αが負に中位大きい（ＮＭ）
ならば、ｆ、は負に中位太きく（ＮＭ）しなさい。
Ｇ２） もしεが負に少し太き（（ＮＳ）、Ｖｏが負
に中位太きく （ＮＭ） 、αが負に中位大きい（ＮＭ
）ならば、ｆｌを負に中位太きく（ＮＭ）しなさい。
に中位太きく （ＮＭ） 、αが負に中位大きい（ＮＭ
）ならば、ｆｌを負に中位太きく（ＮＭ）しなさい。
■ もしεが負に少し太きく（ＮＳ）、Ｖｏが負に少し
太きく（ＮＳ）、αが負に少し大きい（ＮＳ）ならば、
ｆｌを負に少し太きく （ＮＳ）しなさい。
太きく（ＮＳ）、αが負に少し大きい（ＮＳ）ならば、
ｆｌを負に少し太きく （ＮＳ）しなさい。
積分制御器１７０入力値ｆ２の制御ルールの場合も同様
に考えられろう 次にファジィ推論の過程を第４図を用いて説明する。
に考えられろう 次にファジィ推論の過程を第４図を用いて説明する。
本実施例でのファジィ推論では、Ｍ Ｉ Ｎ −Ｍ Ａ
Ｘ−重心法（頭切り法とも吋ばれる）を用いる。
Ｘ−重心法（頭切り法とも吋ばれる）を用いる。
」；ず、それぞれのＪＬ −ＪＬ ｈ）の茅１−二白を
二にめる１１例えばルール１（ｉｆ ε＝ＰＬ ａ
ｎｄ Ｖｎ−ＰＭ ａｎｄ ａ＝ＰＭ、ｔｈｅｎ
ｆ＋ ＝ＰＭ）に対しては、第４図■に示すように
前件部の最小（ＭＩＮ）をとることにより前件部の適合
度を求め、第４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、各ル
ール毎の結論を求めた後に第４図■に示すように、全結
論の最大（ＭＡＸ）をとって第４図■を作成し、第４図
■に示すように斜線面積の重心に対応する値を推論結果
として決定する。
二にめる１１例えばルール１（ｉｆ ε＝ＰＬ ａ
ｎｄ Ｖｎ−ＰＭ ａｎｄ ａ＝ＰＭ、ｔｈｅｎ
ｆ＋ ＝ＰＭ）に対しては、第４図■に示すように
前件部の最小（ＭＩＮ）をとることにより前件部の適合
度を求め、第４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、各ル
ール毎の結論を求めた後に第４図■に示すように、全結
論の最大（ＭＡＸ）をとって第４図■を作成し、第４図
■に示すように斜線面積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・プロセッサを用いることによ
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。
やディジタル・シグナル・プロセッサを用いることによ
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。
発明の効果
以上の説明で明らかなように、速度偏差情報と速度指令
情報および加速度（’ｉ’ｌ報を加味して比例制ゝ 神
器の入力値および積分制御器の入力値をファジィ推論に
よって制御すると、比例ゲインおよび積分ゲインを固定
しているときに（らベサーボモータの連応性はいろいろ
の動作条件下において大幅に向上し、その実用的効果は
大きい。
情報および加速度（’ｉ’ｌ報を加味して比例制ゝ 神
器の入力値および積分制御器の入力値をファジィ推論に
よって制御すると、比例ゲインおよび積分ゲインを固定
しているときに（らベサーボモータの連応性はいろいろ
の動作条件下において大幅に向上し、その実用的効果は
大きい。
第１図は本発明の一実施例のサーボモータの制御装置の
ブロック図、第２図、第３図はファジィ変数の定義を示
す模式図、第４図はファジィ推論の過程を説明するため
の模式図、第５図は従来の速度フィードバックのブロッ
ク図である。 １４・・・・・・速度指令器、１５・・・・・・微分器
、１６・・・・・・比例制御器、１７・・・・・・積分
制御器、１８・・・・・・ファジィ推論器、Ｖｏ・・・
・・・速度指令信号、ε・・・・・・速度偏差。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治明 ほか２名ＮＭＩ、＋
又中イ九ベノ（會い ＰＭ 正１
又中イ立１マフ（〕し−ＮＳ −１１（ル”したν、
ｐｓ コ三１て））Ｌ、；ζ
＝れ）θ（遮り舗４４！帆） Ｖｏ（蓮戻指々） 次（加ｉｌ＆）（４１シーン 第３図
ブロック図、第２図、第３図はファジィ変数の定義を示
す模式図、第４図はファジィ推論の過程を説明するため
の模式図、第５図は従来の速度フィードバックのブロッ
ク図である。 １４・・・・・・速度指令器、１５・・・・・・微分器
、１６・・・・・・比例制御器、１７・・・・・・積分
制御器、１８・・・・・・ファジィ推論器、Ｖｏ・・・
・・・速度指令信号、ε・・・・・・速度偏差。 代理人の氏名 弁理士 小鍜治明 ほか２名ＮＭＩ、＋
又中イ九ベノ（會い ＰＭ 正１
又中イ立１マフ（〕し−ＮＳ −１１（ル”したν、
ｐｓ コ三１て））Ｌ、；ζ
＝れ）θ（遮り舗４４！帆） Ｖｏ（蓮戻指々） 次（加ｉｌ＆）（４１シーン 第３図
Claims (1)
- 速度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、ファジィ推論器は速度指令信号と
その微分値と速度偏差値とを前件部の変数入力とし、そ
の出力を上記比例積分制御器の入力に加算することを特
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 |
|---|---|---|---|
| JP2332495A JPH04200285A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | サーボモータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2332495A JPH04200285A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | サーボモータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04200285A true JPH04200285A (ja) | 1992-07-21 |
Family
ID=18255579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2332495A Pending JPH04200285A (ja) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | サーボモータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04200285A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09192980A (ja) * | 1995-11-23 | 1997-07-29 | Lg Ind Syst Co Ltd | 工作機械の位置制御装置 |
| KR100321465B1 (ko) * | 1993-07-20 | 2002-06-20 | 가나이 쓰도무 | 반전기를 위한 주파수 제어방법과 장치 |
| CN112590765A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-02 | 佛山仙湖实验室 | 一种混合动力汽车的速度控制方法 |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2332495A patent/JPH04200285A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100321465B1 (ko) * | 1993-07-20 | 2002-06-20 | 가나이 쓰도무 | 반전기를 위한 주파수 제어방법과 장치 |
| JPH09192980A (ja) * | 1995-11-23 | 1997-07-29 | Lg Ind Syst Co Ltd | 工作機械の位置制御装置 |
| CN112590765A (zh) * | 2020-12-22 | 2021-04-02 | 佛山仙湖实验室 | 一种混合动力汽车的速度控制方法 |
| CN112590765B (zh) * | 2020-12-22 | 2022-03-01 | 佛山仙湖实验室 | 一种混合动力汽车的速度控制方法 |
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