JPH05134760A - サーボモータの制御方式 - Google Patents
サーボモータの制御方式Info
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- JPH05134760A JPH05134760A JP3322425A JP32242591A JPH05134760A JP H05134760 A JPH05134760 A JP H05134760A JP 3322425 A JP3322425 A JP 3322425A JP 32242591 A JP32242591 A JP 32242591A JP H05134760 A JPH05134760 A JP H05134760A
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- Japan
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- torque command
- speed
- control
- servo motor
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
-
- 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
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
-
- 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
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41024—High gain for low command speed, torque or position error equals or near zero
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Human Computer Interaction (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 位置偏差や速度偏差の収束を速くすると共
に、応答性がよく外乱にも強く、かつ機械的共振が生じ
ないサーボモータの制御方式を得る。 【構成】 従来の速度制御により得られるトルク指令Ｔ
ｃ１が小さいときには調整用ゲインＧを高くし、上記ト
ルク指令が大きいときには調整用ゲインＧを小さくする
（Ｓ１〜Ｓ３）。この調整用ゲインＧを速度制御部の出
力であるＴｃ１に乗じて得られるトルク指令Ｔｃ２をサ
ーボモータへのトルク指令とする（Ｓ４，Ｓ５）。位置
偏差，速度偏差が小さくトルク指令Ｔｃ１が小さいとき
にはゲインが高くなるので、応答性がよくなり収束が速
くなる。トルク指令Ｔｃ１が大きいときにはゲインは低
く、機械的発振は生じない。
に、応答性がよく外乱にも強く、かつ機械的共振が生じ
ないサーボモータの制御方式を得る。 【構成】 従来の速度制御により得られるトルク指令Ｔ
ｃ１が小さいときには調整用ゲインＧを高くし、上記ト
ルク指令が大きいときには調整用ゲインＧを小さくする
（Ｓ１〜Ｓ３）。この調整用ゲインＧを速度制御部の出
力であるＴｃ１に乗じて得られるトルク指令Ｔｃ２をサ
ーボモータへのトルク指令とする（Ｓ４，Ｓ５）。位置
偏差，速度偏差が小さくトルク指令Ｔｃ１が小さいとき
にはゲインが高くなるので、応答性がよくなり収束が速
くなる。トルク指令Ｔｃ１が大きいときにはゲインは低
く、機械的発振は生じない。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械やロボットの
駆動源として使用されるサーボモータの制御方式に関す
る。
駆動源として使用されるサーボモータの制御方式に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】工作機械の送り軸やロボットのアーム等
はサーボモータで駆動され、該サーボモータによって速
度ループ制御や位置ループ制御が行われている。この従
来のサーボモータの制御においては、速度ループのゲイ
ンは常に一定にされ、機械的な共振を引き起こすゲイン
レベルに対してある程度のマージンをもった値に設定さ
れている。図１はサーボモータ位置制御系の一例のブロ
ック図で、１は位置制御部でＫｐは位置ループゲインで
ある。また、２は速度制御部でｋ１は積分ゲイン、ｋ２
は比例ゲインである。３はモータ，機械系で、４は速度
を積分して位置を求める項を示している。位置指令θｄ
から位置検出器等で検出される位置θを減じて位置偏差
を求め、該位置偏差に位置ループゲインを乗じて速度指
令ｖｄを求め、該速度指令ｖｄから速度検出器等で検出
される実速度ｖを減じて速度偏差を求め該速度偏差を積
分し、その積分値に積分ゲインｋ１を乗じた値と、速度
偏差に比例ゲインｋ２を乗じた値を加算してトルク指令
（電流指令）Ｔｃを求め、このトルク指令に基づいて
（さらには電流ループ制御を行って）サーボモータを駆
動することが一般的に行われている。また、位置ループ
制御を行わず、速度ループ制御のみのサーボモータの制
御も一般的に行われている。
はサーボモータで駆動され、該サーボモータによって速
度ループ制御や位置ループ制御が行われている。この従
来のサーボモータの制御においては、速度ループのゲイ
ンは常に一定にされ、機械的な共振を引き起こすゲイン
レベルに対してある程度のマージンをもった値に設定さ
れている。図１はサーボモータ位置制御系の一例のブロ
ック図で、１は位置制御部でＫｐは位置ループゲインで
ある。また、２は速度制御部でｋ１は積分ゲイン、ｋ２
は比例ゲインである。３はモータ，機械系で、４は速度
を積分して位置を求める項を示している。位置指令θｄ
から位置検出器等で検出される位置θを減じて位置偏差
を求め、該位置偏差に位置ループゲインを乗じて速度指
令ｖｄを求め、該速度指令ｖｄから速度検出器等で検出
される実速度ｖを減じて速度偏差を求め該速度偏差を積
分し、その積分値に積分ゲインｋ１を乗じた値と、速度
偏差に比例ゲインｋ２を乗じた値を加算してトルク指令
（電流指令）Ｔｃを求め、このトルク指令に基づいて
（さらには電流ループ制御を行って）サーボモータを駆
動することが一般的に行われている。また、位置ループ
制御を行わず、速度ループ制御のみのサーボモータの制
御も一般的に行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述したようなサーボ
モータの制御において、位置偏差が小さくなり、かつ速
度偏差も小さくなると、当然トルク指令Ｔｃを小さくな
り、サーボモータの出力トルクが小さくなることから、
位置偏差や速度偏差の速やかな収束が難しい。速やかな
収束を行うには、速度制御部の積分ゲイン，比例ゲイン
を高くすればよく、ゲインを高くすれば収束が速くなる
と共に、応答性も高くなり外乱要素にも強くなって制御
系の性能は向上する。しかし、トルク指令が大きくなっ
たとき、ゲインが高いと機械的な共振を引き起こし、ま
た、速度指令の変化が大きいと、オーバシュート，アン
ダーシュートが生じふらつきが生じる。
モータの制御において、位置偏差が小さくなり、かつ速
度偏差も小さくなると、当然トルク指令Ｔｃを小さくな
り、サーボモータの出力トルクが小さくなることから、
位置偏差や速度偏差の速やかな収束が難しい。速やかな
収束を行うには、速度制御部の積分ゲイン，比例ゲイン
を高くすればよく、ゲインを高くすれば収束が速くなる
と共に、応答性も高くなり外乱要素にも強くなって制御
系の性能は向上する。しかし、トルク指令が大きくなっ
たとき、ゲインが高いと機械的な共振を引き起こし、ま
た、速度指令の変化が大きいと、オーバシュート，アン
ダーシュートが生じふらつきが生じる。
【０００４】そこで、従来はのゲインを固定する方式で
は機械的な共振が生じる発振限界によって上記ゲインが
制限されてしまい、サーボの制御性能もこれにより制限
を受けることになる。そこで本発明の目的は、位置偏差
や速度偏差の収束を速くすると共に、応答性がよく外乱
にも強く、かつ機械的共振が生じないサーボモータの制
御方式を提供することにある。
は機械的な共振が生じる発振限界によって上記ゲインが
制限されてしまい、サーボの制御性能もこれにより制限
を受けることになる。そこで本発明の目的は、位置偏差
や速度偏差の収束を速くすると共に、応答性がよく外乱
にも強く、かつ機械的共振が生じないサーボモータの制
御方式を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、速度ループ制
御により出力されるトルク指令の大きさが小さい場合に
は速度ループのゲインを高くし、トルク指令の大きさが
大きい場合には速度ループのゲインを小さくして制御す
ることによって上記目的を解決した。
御により出力されるトルク指令の大きさが小さい場合に
は速度ループのゲインを高くし、トルク指令の大きさが
大きい場合には速度ループのゲインを小さくして制御す
ることによって上記目的を解決した。
【０００６】
【作用】速度制御により出力されるトルク指令の大きさ
が小さいときには、ゲインをあげて、トルク指令を大き
くしサーボモータを駆動する。その結果、位置偏差及び
速度偏差の収束は速くなり応答性は向上する。一方、ト
ルク指令が大きいときには、もともと制御量が大きいの
で、ゲインを余り高くせず、機械的共振が起きないよう
にする。その結果、応答性がよくなりかつ外乱に対して
も強くなると共に機械的共振も生じなく、優れたサーボ
制御特性が得られる。
が小さいときには、ゲインをあげて、トルク指令を大き
くしサーボモータを駆動する。その結果、位置偏差及び
速度偏差の収束は速くなり応答性は向上する。一方、ト
ルク指令が大きいときには、もともと制御量が大きいの
で、ゲインを余り高くせず、機械的共振が起きないよう
にする。その結果、応答性がよくなりかつ外乱に対して
も強くなると共に機械的共振も生じなく、優れたサーボ
制御特性が得られる。
【０００７】
【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。図
２は、本発明の速度制御部の一実施例のブロック図で、
図１に示す速度制御部（比例・積分制御）２と同等の制
御部２ａにゲイン調整用のブロック２ｂが追加され、こ
れら２つのブメック２ａ，２ｂによって速度制御部を構
成している。すなわち、制御部２ａには従来の速度制御
部２と同様に速度偏差（ｖｄ−ｖ）が入力され、比例・
積分制御を行ってトルク指令Ｔｃ１を出力する。そし
て、ゲイン調整用のブロック２ｂでは、このトルク指令
Ｔｃ１の大きさによって調整用のゲインＧを求め、この
求められたゲインＧをトルク指令Ｔｃ１に乗じてモータ
へのトルク指令Ｔｃ２として出力する。
２は、本発明の速度制御部の一実施例のブロック図で、
図１に示す速度制御部（比例・積分制御）２と同等の制
御部２ａにゲイン調整用のブロック２ｂが追加され、こ
れら２つのブメック２ａ，２ｂによって速度制御部を構
成している。すなわち、制御部２ａには従来の速度制御
部２と同様に速度偏差（ｖｄ−ｖ）が入力され、比例・
積分制御を行ってトルク指令Ｔｃ１を出力する。そし
て、ゲイン調整用のブロック２ｂでは、このトルク指令
Ｔｃ１の大きさによって調整用のゲインＧを求め、この
求められたゲインＧをトルク指令Ｔｃ１に乗じてモータ
へのトルク指令Ｔｃ２として出力する。
【０００８】上記ゲイン調整用ブロック２ｂで求めるゲ
インは、本実施例においては次の第１式の演算を行って
求めるようにしている。 Ｇ＝（Ｔｃ２／Ｔｃ１）＝１＋｛Ｉｍａｘ／（｜Ｔｃ１｜＋δ）｝ …（１） なお、上記第１式において、δは制御対象によって調整
用のゲインの大きさを決めるパラメータであり、サーボ
モータによって駆動される機械及び動作に応じて設定す
る値である。また、Ｉｍａｘはトルク指令として出力さ
れる駆動電流の最大値である。
インは、本実施例においては次の第１式の演算を行って
求めるようにしている。 Ｇ＝（Ｔｃ２／Ｔｃ１）＝１＋｛Ｉｍａｘ／（｜Ｔｃ１｜＋δ）｝ …（１） なお、上記第１式において、δは制御対象によって調整
用のゲインの大きさを決めるパラメータであり、サーボ
モータによって駆動される機械及び動作に応じて設定す
る値である。また、Ｉｍａｘはトルク指令として出力さ
れる駆動電流の最大値である。
【０００９】上記第１式で示されるゲインの様子をグラ
フで表すと、図３に示すようになる。なお、この図３の
横軸は制御部２ａから出力されるトルク指令Ｔｃ１の値
であり、上記パラメータδが小さくなる程調整用ゲイン
Ｇは大きくなる。また、制御部２ａから出力されるトル
ク指令Ｔｃ１の絶対値が小さくなる程調整用ゲインＧは
大きくなる。
フで表すと、図３に示すようになる。なお、この図３の
横軸は制御部２ａから出力されるトルク指令Ｔｃ１の値
であり、上記パラメータδが小さくなる程調整用ゲイン
Ｇは大きくなる。また、制御部２ａから出力されるトル
ク指令Ｔｃ１の絶対値が小さくなる程調整用ゲインＧは
大きくなる。
【００１０】図４は本発明のサーボ制御方式を実施する
一実施例の機械のサーボモータ制御の要部ブロック図
で、図中、１０は機械を制御する数値制御装置等の制御
装置、１１は該制御装置１０から出力されるサーボモー
タへの各種指令等を受信し、デジタルサーボ回路１２の
プロセッサに受け渡すための共有メモリ、１２はデジタ
ルサーボ回路であり、プロセッサ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等で
構成され、プロセッサによってサーボモータ１４の位
置，速度，電流制御の処理を行うものである。１３はト
ランジスタインバータ等で構成されるサーボアンプ、１
４はサーボモータ、１５はサーボモータ１４の回転位置
及び速度を検出しデジタルサーボ回路１２に位置・速度
をフィードバックする位置・速度検出器である。
一実施例の機械のサーボモータ制御の要部ブロック図
で、図中、１０は機械を制御する数値制御装置等の制御
装置、１１は該制御装置１０から出力されるサーボモー
タへの各種指令等を受信し、デジタルサーボ回路１２の
プロセッサに受け渡すための共有メモリ、１２はデジタ
ルサーボ回路であり、プロセッサ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等で
構成され、プロセッサによってサーボモータ１４の位
置，速度，電流制御の処理を行うものである。１３はト
ランジスタインバータ等で構成されるサーボアンプ、１
４はサーボモータ、１５はサーボモータ１４の回転位置
及び速度を検出しデジタルサーボ回路１２に位置・速度
をフィードバックする位置・速度検出器である。
【００１１】上記構成はロボットや工作機械等のサーボ
モータの制御における公知のデジタルサーボ回路の構成
と同一である。
モータの制御における公知のデジタルサーボ回路の構成
と同一である。
【００１２】図５は上記ディジタルサーボ回路１２のプ
ロセッサが位置・速度ループ処理周期毎実施する処理の
フローチャートである。ディジタルサーボ回路１２のプ
ロセッサは、共有メモリ１１を介して制御装置１０から
送られてきた移動指令を読み取り、従来の位置ループ制
御と同様に、位置・速度ループ処理周期毎の移動指令θ
ｄを求め該移動指令θｄから、位置・速度検出器１５か
ら出力される位置のフィードバック量を減じて位置偏差
を求め、この位置偏差にポジションゲインＫｐを乗じて
速度指令を求める（ステップＳ１）。次に、求められた
速度指令から位置・速度検出器１５からの速度フィード
バック量を減じて速度偏差を求め、従来の速度制御と同
様に比例・積分制御を行ってトルク指令Ｔｃ１を求める
（ステップＳ２）。この求められたトルク指令Ｔｃ１と
予め設定されているパラメータ値δと駆動電流の最大値
Ｉｍａｘより上記第１式の演算を行って調整用ゲインＧ
を求める（ステップＳ３）。そして、求められたゲイン
ＧをステップＳ２で求められたトルク指令Ｔｃ１に乗じ
て調整されたトルク指令Ｔｃ２を求め、このトルク指令
Ｔｃ２を電流ループに引き渡して当該周期の位置・速度
ループ処理を終了する（ステップＳ４，Ｓ５）。以下各
位置・速度ループ処理周期毎上記ステップＳ１〜Ｓ５の
処理を繰り返し実施する。
ロセッサが位置・速度ループ処理周期毎実施する処理の
フローチャートである。ディジタルサーボ回路１２のプ
ロセッサは、共有メモリ１１を介して制御装置１０から
送られてきた移動指令を読み取り、従来の位置ループ制
御と同様に、位置・速度ループ処理周期毎の移動指令θ
ｄを求め該移動指令θｄから、位置・速度検出器１５か
ら出力される位置のフィードバック量を減じて位置偏差
を求め、この位置偏差にポジションゲインＫｐを乗じて
速度指令を求める（ステップＳ１）。次に、求められた
速度指令から位置・速度検出器１５からの速度フィード
バック量を減じて速度偏差を求め、従来の速度制御と同
様に比例・積分制御を行ってトルク指令Ｔｃ１を求める
（ステップＳ２）。この求められたトルク指令Ｔｃ１と
予め設定されているパラメータ値δと駆動電流の最大値
Ｉｍａｘより上記第１式の演算を行って調整用ゲインＧ
を求める（ステップＳ３）。そして、求められたゲイン
ＧをステップＳ２で求められたトルク指令Ｔｃ１に乗じ
て調整されたトルク指令Ｔｃ２を求め、このトルク指令
Ｔｃ２を電流ループに引き渡して当該周期の位置・速度
ループ処理を終了する（ステップＳ４，Ｓ５）。以下各
位置・速度ループ処理周期毎上記ステップＳ１〜Ｓ５の
処理を繰り返し実施する。
【００１３】以上のように、通常の速度ループ制御処理
（制御部２ａの処理）で求められるトルク指令Ｔｃ１に
対して、ステップＳ３で調整用ゲインＧを求めこのゲイ
ンＧを上記トルク指令Ｔｃ１に乗じてモータへのトルク
指令Ｔｃ２を求めるようにしたから、位置偏差，速度偏
差が小さく、トルク指令Ｔｃ１の値が小さいときには、
大きな調整用ゲインＧがこのトルク指令Ｔｃ１に乗じら
れて速度ループゲインが高くされるため、位置偏差及び
速度偏差は急速に収束することになり、応答性のよい制
御系を得ることができる。また、位置偏差，速度偏差が
大きくトルク指令Ｔｃ１が大きいときには調整用ゲイン
Ｇは小さな値となるので、全体的の速度ループゲインは
格別高くなることはなく、機械的共振が生じるようなこ
とはない。
（制御部２ａの処理）で求められるトルク指令Ｔｃ１に
対して、ステップＳ３で調整用ゲインＧを求めこのゲイ
ンＧを上記トルク指令Ｔｃ１に乗じてモータへのトルク
指令Ｔｃ２を求めるようにしたから、位置偏差，速度偏
差が小さく、トルク指令Ｔｃ１の値が小さいときには、
大きな調整用ゲインＧがこのトルク指令Ｔｃ１に乗じら
れて速度ループゲインが高くされるため、位置偏差及び
速度偏差は急速に収束することになり、応答性のよい制
御系を得ることができる。また、位置偏差，速度偏差が
大きくトルク指令Ｔｃ１が大きいときには調整用ゲイン
Ｇは小さな値となるので、全体的の速度ループゲインは
格別高くなることはなく、機械的共振が生じるようなこ
とはない。
【００１４】図６及び図７は、移動指令として２５．４
ｍｍの移動指令を出し高速位置決めを行ったときの従来
の方式（図６）と本実施例による方式（図７）による位
置偏差の状態を検出したものであり、本実施例において
は上記パラメータδの値をＩｍａｘ／２として実験した
ものである。図６，図７の横軸は時間で縦軸は位置偏差
であり、１パルスは１μｍ（１Ｐ＝１μｍ）である。図
６に示す従来の方式ではオーバシュート，アンダシュー
トが生じ位置偏差の収束も１８０ｍｓｅｃ程度で、位置
ぎめに時間を要している。一方、図７に示す本発明の方
式では、オーバシュート，アンダシュートは生ぜず、位
置偏差の収束も１２０ｍｓｅｃと短い時間で収束してい
ることが分かる。
ｍｍの移動指令を出し高速位置決めを行ったときの従来
の方式（図６）と本実施例による方式（図７）による位
置偏差の状態を検出したものであり、本実施例において
は上記パラメータδの値をＩｍａｘ／２として実験した
ものである。図６，図７の横軸は時間で縦軸は位置偏差
であり、１パルスは１μｍ（１Ｐ＝１μｍ）である。図
６に示す従来の方式ではオーバシュート，アンダシュー
トが生じ位置偏差の収束も１８０ｍｓｅｃ程度で、位置
ぎめに時間を要している。一方、図７に示す本発明の方
式では、オーバシュート，アンダシュートは生ぜず、位
置偏差の収束も１２０ｍｓｅｃと短い時間で収束してい
ることが分かる。
【００１５】また、図８は半径１０ｍｍの円弧切削を従
来の方式で行ったときの切削形状をを表したものであ
る。また、図９は上記パラメータδの値をＩｍａｘ／２
として本発明の方式で切削を行ったときの切削形状を表
したものである。図８，図９において、符号２０は指令
の円弧形状であり、符号２１は切削円弧形状を示すもの
である。この図８，図９から、本発明の方式の方が切削
精度が各段に向上していることが分かる。
来の方式で行ったときの切削形状をを表したものであ
る。また、図９は上記パラメータδの値をＩｍａｘ／２
として本発明の方式で切削を行ったときの切削形状を表
したものである。図８，図９において、符号２０は指令
の円弧形状であり、符号２１は切削円弧形状を示すもの
である。この図８，図９から、本発明の方式の方が切削
精度が各段に向上していることが分かる。
【００１６】なお、上述した実施例では、調整用のゲイ
ンＧを上記第１式の演算を行うことによって求めるよう
にしたが、必ずしも上記第１式の演算を行って調整用ゲ
インＧを求めなくても従来の速度制御部（制御部２ａ）
から出力されるトルク指令Ｔｃ１の大きさによって、該
トルク指令Ｔｃ１が大きいときは小さく、トルク指令Ｔ
ｃ１が小さいときには大きな調整用ゲインＧにする他の
方法でもよい。また、第１式のような演算を行って調整
用ゲインＧを求めなくても、従来の速度制御部（制御部
２ａ）から出力されるトルク指令Ｔｃ１の大きさを何段
かの領域に分割し、各領域毎に調整用ゲインを設定して
おき、上記トルク指令Ｔｃ１がどの領域かを判断し、対
応する領域の調整用ゲインＧを求めるようにしてもよ
い。
ンＧを上記第１式の演算を行うことによって求めるよう
にしたが、必ずしも上記第１式の演算を行って調整用ゲ
インＧを求めなくても従来の速度制御部（制御部２ａ）
から出力されるトルク指令Ｔｃ１の大きさによって、該
トルク指令Ｔｃ１が大きいときは小さく、トルク指令Ｔ
ｃ１が小さいときには大きな調整用ゲインＧにする他の
方法でもよい。また、第１式のような演算を行って調整
用ゲインＧを求めなくても、従来の速度制御部（制御部
２ａ）から出力されるトルク指令Ｔｃ１の大きさを何段
かの領域に分割し、各領域毎に調整用ゲインを設定して
おき、上記トルク指令Ｔｃ１がどの領域かを判断し、対
応する領域の調整用ゲインＧを求めるようにしてもよ
い。
【００１７】また、上記実施例では、サーボ制御をディ
ジタルサーボで行った例を説明したが、ディジタルサー
ボ制御ではなく、アナログのサーボ制御においても、本
発明は適用できるものである。さらに、本実施例では速
度制御部の制御を比例・積分制御の例で説明したが、積
分・比例制御の場合にも本発明は適用できる。また、位
置ループ制御にフィードフォワード制御を導入したとき
にも本発明は適用できるものである。また、位置ループ
制御を行わず、速度制御のみを行うときも本発明は適用
できるものである。要するに、速度制御部から出力され
るトルク指令Ｔｃ１の大きさが大きいときは低く、小さ
いときには高く調整用ゲインＧを変化させることによっ
て、位置偏差，速度偏差の収束を速くし、応答性を向上
させ、かつ、機械的共振を発生させず、速度指令の変化
が大きいときにもふらつきやオーバシュート，アンダシ
ュートを発生させず、外乱に対して強いサーボ制御方式
を得ることができるものである。
ジタルサーボで行った例を説明したが、ディジタルサー
ボ制御ではなく、アナログのサーボ制御においても、本
発明は適用できるものである。さらに、本実施例では速
度制御部の制御を比例・積分制御の例で説明したが、積
分・比例制御の場合にも本発明は適用できる。また、位
置ループ制御にフィードフォワード制御を導入したとき
にも本発明は適用できるものである。また、位置ループ
制御を行わず、速度制御のみを行うときも本発明は適用
できるものである。要するに、速度制御部から出力され
るトルク指令Ｔｃ１の大きさが大きいときは低く、小さ
いときには高く調整用ゲインＧを変化させることによっ
て、位置偏差，速度偏差の収束を速くし、応答性を向上
させ、かつ、機械的共振を発生させず、速度指令の変化
が大きいときにもふらつきやオーバシュート，アンダシ
ュートを発生させず、外乱に対して強いサーボ制御方式
を得ることができるものである。
【００１８】
【発明の効果】本発明は、速度偏差が小さくトルク指令
が小さい場合には速度制御部のゲインを高くして応答性
をよくし、位置偏差や速度偏差を急速に収束することが
できる。また、トルク指令が大きいときには速度制御部
のゲインを高くしないことによって機械的共振の発生を
防止する。その結果、速度指令の変化が大きくても、速
度のふらつきやオーバシュート，アンダーシュートを低
減させ、外乱に強いサーボ制御方式を得ることができ
る。
が小さい場合には速度制御部のゲインを高くして応答性
をよくし、位置偏差や速度偏差を急速に収束することが
できる。また、トルク指令が大きいときには速度制御部
のゲインを高くしないことによって機械的共振の発生を
防止する。その結果、速度指令の変化が大きくても、速
度のふらつきやオーバシュート，アンダーシュートを低
減させ、外乱に強いサーボ制御方式を得ることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】速度制御を含むサーボモータの位置制御系のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】本発明の一実施例における速度制御部のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】同実施例におけるゲイン調整用ブロックにより
求められる調整用ゲインを説明する説明図である。
求められる調整用ゲインを説明する説明図である。
【図４】本発明の一実施例を実施する機械のサーボモー
タ制御の要部ブロック図である。
タ制御の要部ブロック図である。
【図５】同一実施例におけるディジタルサーボ回路のプ
ロセッサが実施する処理のフローチャートである。
ロセッサが実施する処理のフローチャートである。
【図６】従来の方式で高速位置決めを行ったときの位置
偏差の様子を示す図である。
偏差の様子を示す図である。
【図７】本発明の方式により、図６と同じ条件で高速位
置決めを行ったときの位置偏差の様子を示す図である。
置決めを行ったときの位置偏差の様子を示す図である。
【図８】従来の方式で円弧切削を行ったときの様子を示
す図である。
す図である。
【図９】本発明の方式により、図８と同じ条件で円弧切
削を行ったときの様子を示す図である。
削を行ったときの様子を示す図である。
１ 位置制御部 ２ 速度制御部 ３ モータ機械系 ２ａ 速度制御部 ２ｂ ゲイン調整用のブロック １０ 制御装置 ２０ 指令円弧形状 ２１ 切削円弧形状
Claims (2)
- 【請求項１】 サーボモータの制御において、速度ルー
プ制御により出力されるトルク指令の大きさが小さい場
合には速度ループのゲインを高くし、トルク指令の大き
さが大きい場合には速度ループのゲインを小さくして制
御することを特徴とするサーボモータの制御方式。 - 【請求項２】 サーボモータの制御において、設定され
た速度ループゲインで速度ループ制御を行いトルク指令
値をＴc1を求め、該トルク指令値Ｔc1と出力可能なトル
ク指令の最大値Ｉmaxd，制御系によって設定したゲイン
調整値δとにより、次の式の演算を行ってゲインＧを求
め、 Ｇ＝１＋｛Ｉmax ／（｜Ｔc1｜＋δ）｝ 求められたゲインＧを速度ループ制御で求められた上記
トルク指令値Ｔc1に乗じ、得られる値をモータへのトル
ク指令とすることを特徴とするサーボモータの制御方
式。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP3322425A JP2820820B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | サーボモータの制御装置 |
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| US08/087,749 US5374882A (en) | 1991-11-12 | 1992-11-10 | Method of controlling servomotor |
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| JP3322425A JP2820820B2 (ja) | 1991-11-12 | 1991-11-12 | サーボモータの制御装置 |
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