JPH0438506A - 位置制御装置および方法 - Google Patents
位置制御装置および方法Info
- Publication number
- JPH0438506A JPH0438506A JP14655190A JP14655190A JPH0438506A JP H0438506 A JPH0438506 A JP H0438506A JP 14655190 A JP14655190 A JP 14655190A JP 14655190 A JP14655190 A JP 14655190A JP H0438506 A JPH0438506 A JP H0438506A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- gain
- command
- adder
- response
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 33
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 10
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 5
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 abstract 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 2
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Feedback Control 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〕
本発明は位置制御装置および方法に関し、特に、異なる
応答むだ時間をもつ速度制御部を複数用いて位置制御を
行い、複数軸の周期運転を行う数値制御装置の位置制御
装置および方法に関する。
応答むだ時間をもつ速度制御部を複数用いて位置制御を
行い、複数軸の周期運転を行う数値制御装置の位置制御
装置および方法に関する。
第３図は従来の一例を示すブロック図である。
遅延手段２で、加算器１の加算結果Ａを入力し、これを
単位サンプル時間だけ遅延させて出力する。加算器１は
、単位サンプル時間毎の指令移動量Ｐとモータ移動量Ｒ
とを入力し、それらの差分を、遅延手段２によって単位
サンプル時間遅延された、前回の加算結果に加算する。
単位サンプル時間だけ遅延させて出力する。加算器１は
、単位サンプル時間毎の指令移動量Ｐとモータ移動量Ｒ
とを入力し、それらの差分を、遅延手段２によって単位
サンプル時間遅延された、前回の加算結果に加算する。
この関係を単位サンプル時間の遅延を表すＺ−１を用い
て記述すると次式となる。
て記述すると次式となる。
Ａ＝ＡＺ−”＋Ｐ−Ｒ■
ここで、単位サンプル時間毎の指令移動量Ｐ１及び、モ
ータ移動量Ｒは、速度と考えることができるので、以下
では、指令速度Ｐ１モータ速度Ｒと呼ぶ。
ータ移動量Ｒは、速度と考えることができるので、以下
では、指令速度Ｐ１モータ速度Ｒと呼ぶ。
加算器１の加算結果Ａは、指令速度Ｐとモータ速度Ｒと
の差分を蓄積したもの、すなわち、位置偏差を表してい
る。
の差分を蓄積したもの、すなわち、位置偏差を表してい
る。
次に、乗算器３で遅延手段２の遅延出力ＡＺ−’に位置
制御の応答性を決めるゲインＫを乗じ、速度制御指令Ｑ
として速度制御部５に出力する。つまり、 Ｑ＝ＫＡＺ−”
■速度制御指令Ｑは、位置偏差に比例したものとな
っている。
制御の応答性を決めるゲインＫを乗じ、速度制御指令Ｑ
として速度制御部５に出力する。つまり、 Ｑ＝ＫＡＺ−”
■速度制御指令Ｑは、位置偏差に比例したものとな
っている。
速度制御部５は、速度制御指令Ｑを入力してモータ６の
回転速度を制御する。エンコーダ等の、モータの回転位
置を検出する位置検出器７は、単位サンプル時間毎のモ
ータ移動量、すなわち、モータ速度Ｒを加算器１に出力
する。
回転速度を制御する。エンコーダ等の、モータの回転位
置を検出する位置検出器７は、単位サンプル時間毎のモ
ータ移動量、すなわち、モータ速度Ｒを加算器１に出力
する。
このように、第３図の位置制御方式は、全体として見る
と、指令速度Ｐを入力としてモータ速度Ｒをフィードバ
ック制御するフィードバックシステムとなっている。
と、指令速度Ｐを入力としてモータ速度Ｒをフィードバ
ック制御するフィードバックシステムとなっている。
さて、次に第３図の位置制御方式の応答を考える。いま
、速度制御部５から位置検出器の出力までの応答特性が
単位サンプル時間のｎ倍の応答むだ時間をもつむだ時間
要素だけで表せるものと考えると、モータ速度Ｒは、 ｎ＝ＱＺ ■となり
、この時、指令速度Ｐからモータ速度Ｒの伝達関数は、
０〜０式より、次式のようになる。
、速度制御部５から位置検出器の出力までの応答特性が
単位サンプル時間のｎ倍の応答むだ時間をもつむだ時間
要素だけで表せるものと考えると、モータ速度Ｒは、 ｎ＝ＱＺ ■となり
、この時、指令速度Ｐからモータ速度Ｒの伝達関数は、
０〜０式より、次式のようになる。
Ｒ／Ｐ＝ＫＺ−’−”／ ［１−（１−ＫＺ−″）Ｚ
−’］■ 第４図（ａ）は、■式の伝達関数において、Ｋ＝ ０．
０５、単位サンプル時間をｌｍ５ｅｃとして、指令移動
量Ｐ＝１００μｍ／Ｉｍｓ ｅ ｃのステップ状の指令
速度Ｐを入力した場合のモータ速度Ｒの応答をシミュレ
ーシｅンした結果である。
−’］■ 第４図（ａ）は、■式の伝達関数において、Ｋ＝ ０．
０５、単位サンプル時間をｌｍ５ｅｃとして、指令移動
量Ｐ＝１００μｍ／Ｉｍｓ ｅ ｃのステップ状の指令
速度Ｐを入力した場合のモータ速度Ｒの応答をシミュレ
ーシｅンした結果である。
第４図（ａ）において、１は、■式の伝達関数において
、ｎ＝０とした速度制御部５にむだ時間のない場合の応
答、２は、ｎ＝５として、速度制御部５に５ｍｓ ｅ
ｃのむだ時間をもつ場合の応答で、むだ時間の有無によ
り、過渡応答が異なることがわかる。
、ｎ＝０とした速度制御部５にむだ時間のない場合の応
答、２は、ｎ＝５として、速度制御部５に５ｍｓ ｅ
ｃのむだ時間をもつ場合の応答で、むだ時間の有無によ
り、過渡応答が異なることがわかる。
第４図（ｂ）は、第４図（ａ）の１と２の応答の差を累
積したもので、位置の差、すなわち、経路誤差を示して
いる。速度制御部５にむだ時間のない場合と、５ｍ５ｅ
ｃのむだ時間をもつ場合とで、最大２２２μｍの経路誤
差が発生することがわかる。
積したもので、位置の差、すなわち、経路誤差を示して
いる。速度制御部５にむだ時間のない場合と、５ｍ５ｅ
ｃのむだ時間をもつ場合とで、最大２２２μｍの経路誤
差が発生することがわかる。
上述した従来の位置制御装置では、応答むだ時間をもた
ない速度制御部と、応答むだ時間をもっ速度制御部とを
組み合わせて、複数軸の位置制御を行う場合に、応答む
だ時間の有無により過渡応答で同期誤差が発生し、経路
の追従制御などの同期運転で、経路精度が悪くなるとい
う欠点がある。
ない速度制御部と、応答むだ時間をもっ速度制御部とを
組み合わせて、複数軸の位置制御を行う場合に、応答む
だ時間の有無により過渡応答で同期誤差が発生し、経路
の追従制御などの同期運転で、経路精度が悪くなるとい
う欠点がある。
本発明の位置制御装置は、位置偏差に比例した速度指令
を入力し、速度指令にゲインを乗ずる乗算器と、速度制
御部に出力する速度制御指令を遅延する遅延手段と、遅
延した速度制御指令にゲインを乗ずる乗算器と、ゲイン
を乗ぜられた速度指令からゲインを乗ぜられた遅延され
た速度制御指令を減算する加算器とからなるむだ時間補
償制御部を有している。
を入力し、速度指令にゲインを乗ずる乗算器と、速度制
御部に出力する速度制御指令を遅延する遅延手段と、遅
延した速度制御指令にゲインを乗ずる乗算器と、ゲイン
を乗ぜられた速度指令からゲインを乗ぜられた遅延され
た速度制御指令を減算する加算器とからなるむだ時間補
償制御部を有している。
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図である。
加算器４で、単位サンプル時間毎の指令移動量Ｐとモー
タ移動量Ｒとを入力し、それらの差分と遅延手段２によ
って、単位サンプル時間遅延された、前回の加算結果Ａ
Ｚ−”とを加算し、加算結果を遅延手段２に出力する。
タ移動量Ｒとを入力し、それらの差分と遅延手段２によ
って、単位サンプル時間遅延された、前回の加算結果Ａ
Ｚ−”とを加算し、加算結果を遅延手段２に出力する。
既述のように、単位サンプル時間毎の指令移動量Ｐ１及
び、モータ移動量Ｒは、指令速度Ｐ１モータ速度Ｒと呼
ぶことができる。
び、モータ移動量Ｒは、指令速度Ｐ１モータ速度Ｒと呼
ぶことができる。
乗算器３で遅延手段２の出力ＡＺ−’に位置制御の応答
性を決めるゲインＫを乗じ、位置偏差に比例した速度指
令Ｑとしてむだ時間補償制御器４に出力する。
性を決めるゲインＫを乗じ、位置偏差に比例した速度指
令Ｑとしてむだ時間補償制御器４に出力する。
５は、速度制御指令Ｖを入力して、モータ６の回転速度
を制御する速度制御部で、従来例同様、単位サンプル時
間のｎ倍の応答むだ時間を有するむだ時間要素である。
を制御する速度制御部で、従来例同様、単位サンプル時
間のｎ倍の応答むだ時間を有するむだ時間要素である。
７は、エンコーダ等の、モータの回転位置を検出する位
置検出器で、単位サンプル時間毎のモータ移動量Ｒ１す
なわち、モータ速度Ｒを加算器１に出力する。モータ速
度Ｒは、次式で表せる。
置検出器で、単位サンプル時間毎のモータ移動量Ｒ１す
なわち、モータ速度Ｒを加算器１に出力する。モータ速
度Ｒは、次式で表せる。
Ｒ＝ Ｖ Ｚ −”
■むだ時間補償制御部４は、乗算器４１．４２と加
算器４３．及び、速度制御部５と同じｎサンプル時間の
遅延を行う遅延手段４４からなる。乗算器４１は、位置
偏差に比例した速度制御指令Ｑに、ゲイン（Ｇ＋１）を
乗じ、乗算結果Ｕを加算器４３に出力する。
■むだ時間補償制御部４は、乗算器４１．４２と加
算器４３．及び、速度制御部５と同じｎサンプル時間の
遅延を行う遅延手段４４からなる。乗算器４１は、位置
偏差に比例した速度制御指令Ｑに、ゲイン（Ｇ＋１）を
乗じ、乗算結果Ｕを加算器４３に出力する。
Ｕ＝ （Ｇ＋１）＊Ｑ ０乗算
器４２は、速度制御部５に出力した速度制御指令Ｖの、
遅延手段４４によるｎサンプル時間の遅延データＶｚ−
“にゲインＧを乗じ、乗算結果Ｗを加算器４３に出力す
る。
器４２は、速度制御部５に出力した速度制御指令Ｖの、
遅延手段４４によるｎサンプル時間の遅延データＶｚ−
“にゲインＧを乗じ、乗算結果Ｗを加算器４３に出力す
る。
Ｗ＝Ｇ＊ＶＺ−“
■加算器４３は、次式の減算を行い、減算結果Ｖを速度
制御部５に出力する。
■加算器４３は、次式の減算を行い、減算結果Ｖを速度
制御部５に出力する。
Ｖ＝Ｕ−Ｗ ■むだ時
間補償制御部４は、一種のフィードバックシステムにな
っており、ゲインＧは、フィードバックゲインになって
いる。
間補償制御部４は、一種のフィードバックシステムにな
っており、ゲインＧは、フィードバックゲインになって
いる。
以上により、指令速度Ｐからモータ速度Ｒの伝達関数を
求めると次式となる。
求めると次式となる。
Ｒ／Ｐ＝ （Ｇ＋１）ＫＺ−”−”
／ ［１−Ｚ−”＋ （ＧＫ＋に−Ｇ）Ｚ−”）＋ＧＺ
−“コ
０次に本発明の位置制御装置の時間応答を説明する。
−“コ
０次に本発明の位置制御装置の時間応答を説明する。
第２図（ａ）は、０式の伝達関数において、Ｋ＝ ０．
０５、単位サンプル時間を１ｍ５ｅｃとして、指令移動
量Ｐ＝１００μｍ／１ｍｓ ｅｃのステップ状の指令速
度Ｐを入力した場合のモータ速度Ｒの応答を、シミュレ
ーシジンした結果である。
０５、単位サンプル時間を１ｍ５ｅｃとして、指令移動
量Ｐ＝１００μｍ／１ｍｓ ｅｃのステップ状の指令速
度Ｐを入力した場合のモータ速度Ｒの応答を、シミュレ
ーシジンした結果である。
１は、従来方式の説明で求めた、速度制御部５にむだ時
間のない場合の応答、２は、速度制御部５が５ｍｓ ｅ
ｃのむだ時間をもつ時に、本発明の位置制御装置でむだ
時間補償制御部４のゲインＧ＝０．４とした場合の応答
である。
間のない場合の応答、２は、速度制御部５が５ｍｓ ｅ
ｃのむだ時間をもつ時に、本発明の位置制御装置でむだ
時間補償制御部４のゲインＧ＝０．４とした場合の応答
である。
第２図（ｂ）は、第２図（ａ）の１と２の応答の差を累
積したもので、速度制御部５にむだ時間のない場合と、
５ｍ５ｅｃのむだ時間をもつ場合との位置の差、経路誤
差を示している。第２図（ｂ）において、最大経路誤差
は１５１μｍ１従来方式の第４図（ｂ）と比べると、３
０％強減少することがわかる。
積したもので、速度制御部５にむだ時間のない場合と、
５ｍ５ｅｃのむだ時間をもつ場合との位置の差、経路誤
差を示している。第２図（ｂ）において、最大経路誤差
は１５１μｍ１従来方式の第４図（ｂ）と比べると、３
０％強減少することがわかる。
第２図（Ｃ）は、第２図（ｂ）に示した経路誤差を、ゲ
インＧを０．０．２．０．４．ＯＪと大きくした場合の
模様を示している。ゲインＧを大きくするにしたがって
、経路誤差が小さくなることがわかるが、同時に、振動
傾向が現れる。振動が問題にならない範囲で、ゲインＧ
を決めると、この場合は、Ｇ＝０．４程度が適当であり
、この時、約３０％程度の経路誤差の改善となる。
インＧを０．０．２．０．４．ＯＪと大きくした場合の
模様を示している。ゲインＧを大きくするにしたがって
、経路誤差が小さくなることがわかるが、同時に、振動
傾向が現れる。振動が問題にならない範囲で、ゲインＧ
を決めると、この場合は、Ｇ＝０．４程度が適当であり
、この時、約３０％程度の経路誤差の改善となる。
本発明の位置制御装置では、むだ時間補償制御部を有し
、むだ時間補償制御部のゲインＧを適当に調整すること
により、速度制御部に応答むだ時間をもたない場合と応
答むだ時間をもつ場合との間で発生する過渡応答の経路
誤差を小さくする効果がある。
、むだ時間補償制御部のゲインＧを適当に調整すること
により、速度制御部に応答むだ時間をもたない場合と応
答むだ時間をもつ場合との間で発生する過渡応答の経路
誤差を小さくする効果がある。
したがって、応答むだ時間をもたない速度制御部と、応
答むだ時間をもつ速度制御部とを組み合わせて、複数軸
の位置制御を行う場合に、過渡応答時に発生する経路誤
差を大幅に改善することができる。
答むだ時間をもつ速度制御部とを組み合わせて、複数軸
の位置制御を行う場合に、過渡応答時に発生する経路誤
差を大幅に改善することができる。
第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
（ａ）〜（ｃ）は第１図に示す位置制御方式のステップ
応答を示すタイムチャート、第３図は従来の一例を示す
ブロック図、第４図（ａ）、（ｂ）は第３図に示す位置
制御方式のステップ応答を示すタイムチャートである。 ■、４３・・・加算器、２，４４・・・遅延手段、３゜
４１．４２・・・乗算器、４・・・むだ時間補償制御部
、５・・・速度制御部、６・・・モータ、７・・・位置
検出器。
（ａ）〜（ｃ）は第１図に示す位置制御方式のステップ
応答を示すタイムチャート、第３図は従来の一例を示す
ブロック図、第４図（ａ）、（ｂ）は第３図に示す位置
制御方式のステップ応答を示すタイムチャートである。 ■、４３・・・加算器、２，４４・・・遅延手段、３゜
４１．４２・・・乗算器、４・・・むだ時間補償制御部
、５・・・速度制御部、６・・・モータ、７・・・位置
検出器。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、応答むだ時間を有する速度制御部を用いて位置制御
を行う位置制御装置において、位置偏差に比例した速度
指令を入力し速度指令にゲインを乗ずる乗算器と、速度
制御部に出力する速度制御指令を遅延する遅延手段と、
遅延した速度制御指令にゲインを乗ずる乗算器と、ゲイ
ンを乗ぜられた速度指令からゲインを乗ぜられた遅延さ
れた速度制御指令を減算する加算器とからなるむだ時間
補償制御部とを含むことを特徴とする位置制御装置。 ２、応答むだ時間を有する速度制御部を用いて位置制御
を行う位置制御方法において、位置偏差に比例した速度
指令を入力し速度指令にゲインを乗ずる手順と、速度制
御部に出力する速度制御指令を遅延する遅延手順と、遅
延した速度制御指令にゲインを乗ずる乗算手順と、ゲイ
ンを乗ぜられた速度指令からゲインを乗ぜられた遅延さ
れた速度制御指令を減算する加算器手順とを含むことを
特徴とする位置制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14655190A JPH0438506A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 位置制御装置および方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14655190A JPH0438506A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 位置制御装置および方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0438506A true JPH0438506A (ja) | 1992-02-07 |
Family
ID=15410222
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14655190A Pending JPH0438506A (ja) | 1990-06-05 | 1990-06-05 | 位置制御装置および方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0438506A (ja) |
-
1990
- 1990-06-05 JP JP14655190A patent/JPH0438506A/ja active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4634946A (en) | Apparatus and method for predictive control of a dynamic system | |
| JPS62212801A (ja) | 完全追従形サ−ボシステム | |
| JPH06197578A (ja) | パラメータ同定器 | |
| JPH0895643A (ja) | サーボモータのフィードフォワード制御方法 | |
| JPH06119001A (ja) | 調節装置 | |
| JP2005071034A (ja) | サーボ制御装置 | |
| JPH0438506A (ja) | 位置制御装置および方法 | |
| JP4134599B2 (ja) | 同期制御装置 | |
| JPH09191678A (ja) | サーボモータの速度制御方法 | |
| KR100450084B1 (ko) | 강인성과 기능적 성능이 증진된 시스템 제어기 | |
| JPH0285902A (ja) | フィードフォワード制御装置 | |
| WO2019087554A1 (ja) | フィードバック制御方法、及びモータ制御装置 | |
| JPS60176104A (ja) | プロセス制御装置 | |
| JPH04112690A (ja) | サーボモータの制御方式 | |
| JP3972155B2 (ja) | モータ制御装置 | |
| JP3023648B2 (ja) | 位置制御装置 | |
| JPH01292405A (ja) | ディジタル位置サーボ装置 | |
| JP2650822B2 (ja) | 制御装置 | |
| JP2003271246A (ja) | 速度制御装置 | |
| JPH1165608A (ja) | オートチューニングサーボ装置 | |
| JP2005182427A (ja) | 制御演算装置 | |
| JP2851448B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| JP3212336B2 (ja) | Ｐｉコントローラのリミット値制御方式 | |
| JPH03240109A (ja) | ロボットの制御方法 | |
| JPH0556522B2 (ja) |