JPH05165526A - Servo motor position controller - Google Patents
Servo motor position controllerInfo
- Publication number
- JPH05165526A JPH05165526A JP3328636A JP32863691A JPH05165526A JP H05165526 A JPH05165526 A JP H05165526A JP 3328636 A JP3328636 A JP 3328636A JP 32863691 A JP32863691 A JP 32863691A JP H05165526 A JPH05165526 A JP H05165526A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- deviation
- servo motor
- speed
- signal
- output signal
- 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
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 位置偏差が大きい場合のサーボモータの最大
速度を制限することにより安定した位置制御が行えるサ
ーボモータ位置制御装置を実現することにある。
【構成】 移動体を移動させるサーボモータと、移動体
の位置信号を出力する位置センサと、目標位置と位置セ
ンサの出力信号の偏差を求める第１の偏差演算部と、第
１の偏差演算部の出力信号の振幅を制限するリミッタ
と、移動体の位置信号から速度信号を演算する速度演算
部と、リミッタの出力信号と速度信号の偏差を求める第
２の偏差演算部と、第２の偏差演算部の出力信号を増幅
してサーボモータを駆動する駆動アンプとで構成する。
(57) [Abstract] [Purpose] To realize a servo motor position control device capable of stable position control by limiting the maximum speed of the servo motor when the position deviation is large. A servo motor for moving a moving body, a position sensor for outputting a position signal of the moving body, a first deviation calculating section for obtaining a deviation between a target position and an output signal of the position sensor, and a first deviation calculating section Limiter for limiting the amplitude of the output signal of, the speed calculation unit for calculating the speed signal from the position signal of the moving body, the second deviation calculation unit for obtaining the deviation between the output signal of the limiter and the speed signal, and the second deviation It is configured by a drive amplifier that amplifies the output signal of the arithmetic unit and drives the servo motor.
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はサーボモータ位置制御装
置に関し、詳しくは、不平衡時の安定制御に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo motor position control device, and more particularly to a stable control during unbalance.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図３は従来のサーボモータの位置制御装
置の一例を示すブロック図である。図において、１は図
示しない移動体を移動させるサーボモータ、２は移動体
の位置信号θを出力するポテンショメータなどの位置セ
ンサ、４はバッファアンプ３を介して加えられる移動体
の位置信号θから速度信号Ｋω・ωを演算する速度演算
部である。５は偏差演算部であり、目標位置Ｒとバッフ
ァアンプ３を介して加えられる位置センサ２の出力信号
θと速度演算部４から出力される速度信号Ｋω・ωとの
偏差を求める。６はゲインＧを有する駆動アンプであ
り、偏差演算部５の出力信号を増幅してサーボモータ１
を駆動する。2. Description of the Related Art FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional servo motor position control device. In the figure, 1 is a servo motor for moving a moving body (not shown), 2 is a position sensor such as a potentiometer for outputting a position signal θ of the moving body, and 4 is a speed from the position signal θ of the moving body applied via a buffer amplifier 3. It is a speed calculation unit that calculates the signal Kω · ω. Reference numeral 5 denotes a deviation calculation unit, which obtains a deviation between the target position R and the output signal θ of the position sensor 2 applied via the buffer amplifier 3 and the speed signal Kω · ω output from the speed calculation unit 4. Reference numeral 6 is a drive amplifier having a gain G, which amplifies the output signal of the deviation calculation unit 5 and
To drive.
【０００３】このような構成において、駆動アンプ６か
らサーボモータ１に印加される電圧は、（Ｒ−θ−Ｋω
・ω）×Ｇになる。ここで、駆動アンプ６の出力はほぼ
電源電圧まで出せるので、移動体の走行距離が長い場合
にはサーボモータ１は飽和速度に到達する。すなわち、
サーボモータ１の最大速度は電源電圧で決まることにな
る。In such a configuration, the voltage applied from the drive amplifier 6 to the servo motor 1 is (R-θ-Kω
・ Ω) × G. Here, since the output of the drive amplifier 6 can be output almost up to the power supply voltage, the servo motor 1 reaches the saturation speed when the traveling distance of the moving body is long. That is,
The maximum speed of the servo motor 1 is determined by the power supply voltage.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、駆動アンプ
６のゲインＧおよび速度演算部３から出力される速度信
号Ｋω・ωのＫωの値は、サーボモータ１をオーバーダ
ンピング状態で停止させるために適切な値に決定される
が、サーボモータ１の速度が速すぎると駆動アンプ６の
飽和からサーボモータ１をオーバーダンピング状態で停
止させられないことがある。By the way, the gain G of the drive amplifier 6 and the value of Kω of the speed signal Kω · ω output from the speed calculation unit 3 are suitable for stopping the servomotor 1 in the overdamping state. However, if the speed of the servo motor 1 is too high, the saturation of the drive amplifier 6 may prevent the servo motor 1 from being stopped in the overdamping state.
【０００５】本発明はこのような問題点を解決するもの
であり、その目的は、位置偏差が大きい場合のサーボモ
ータの最大速度を制限することにより安定した位置制御
が行えるサーボモータ位置制御装置を実現することにあ
る。The present invention solves such a problem, and an object thereof is to provide a servo motor position control device capable of performing stable position control by limiting the maximum speed of the servo motor when the position deviation is large. It is to be realized.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】このような問題点を解決
する本発明は、移動体を移動させるサーボモータと、移
動体の位置信号を出力する位置センサと、目標位置と位
置センサの出力信号の偏差を求める第１の偏差演算部
と、第１の偏差演算部の出力信号の振幅を制限するリミ
ッタと、移動体の位置信号から速度信号を演算する速度
演算部と、リミッタの出力信号と速度信号の偏差を求め
る第２の偏差演算部と、第２の偏差演算部の出力信号を
増幅してサーボモータを駆動する駆動アンプ、とで構成
されたことを特徴とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention which solves the above problems is directed to a servo motor for moving a moving body, a position sensor for outputting a position signal of the moving body, and a target position and an output signal of the position sensor. A deviation calculating unit for obtaining the deviation of the output signal, a limiter for limiting the amplitude of the output signal of the first deviation calculating unit, a speed calculating unit for calculating a speed signal from the position signal of the moving body, and an output signal of the limiter. It is characterized by comprising a second deviation computing section for obtaining a deviation of the speed signal, and a drive amplifier for amplifying an output signal of the second deviation computing section to drive the servo motor.
【０００７】[0007]
【作用】本発明では、位置帰還による偏差をリミッタに
より先行して飽和させ、位置偏差が大きい場合には速度
制御モードに移行させる。これにより、低トルク，高ス
ピードのサーボモータの最大速度を制限でき、安定な位
置制御が行える。In the present invention, the deviation due to the position feedback is saturated by the limiter in advance, and when the position deviation is large, the speed control mode is entered. As a result, the maximum speed of the low torque, high speed servo motor can be limited, and stable position control can be performed.
【０００８】[0008]
【実施例】以下、図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。図１は本発明の一実施例を示すブロック図、図２は
図１の具体例を示す回路図であり、図３と同一部分には
同一符号を付けている。図１において、７は第１の偏差
演算部であり、目標位置Ｒとバッファアンプ３を介して
加えられる位置センサ２の出力信号θの偏差を求める。
８はリミッタであり、第１の偏差演算部７の出力信号の
振幅を制限する。９は第２の偏差演算部であり、リミッ
タ８の出力信号と速度演算部４から出力される速度信号
Ｋω・ωとの偏差を求める。第２の偏差演算部９の出力
信号は駆動アンプ６に加えられている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a circuit diagram showing a concrete example of FIG. 1, and the same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. In FIG. 1, reference numeral 7 denotes a first deviation calculator, which calculates the deviation between the target position R and the output signal θ of the position sensor 2 applied via the buffer amplifier 3.
A limiter 8 limits the amplitude of the output signal of the first deviation calculator 7. Reference numeral 9 denotes a second deviation calculation unit, which calculates the deviation between the output signal of the limiter 8 and the speed signal Kω · ω output from the speed calculation unit 4. The output signal of the second deviation calculator 9 is applied to the drive amplifier 6.
【０００９】図２において、バッファアンプ３を構成す
る演算増幅器の非反転入力端子は位置センサ２を構成す
るポテンショメータの接触端子に接続され、反転入力端
子と出力端子は直接接続されている。速度演算部４は、
抵抗Ｒ1とコンデンサＣ1の直列回路よりなりバッファア
ンプ３の出力端子に接続された微分器と、非反転入力端
子は共通電位点に接続され反転入力端子には微分器の出
力端子が接続されて反転入力端子と出力端子の間には帰
還抵抗Ｒfが接続された演算増幅器とで構成されてい
る。In FIG. 2, the non-inverting input terminal of the operational amplifier forming the buffer amplifier 3 is connected to the contact terminal of the potentiometer forming the position sensor 2, and the inverting input terminal and the output terminal are directly connected. The speed calculator 4 is
A differentiator composed of a series circuit of a resistor R 1 and a capacitor C 1 and connected to the output terminal of the buffer amplifier 3, the non-inverting input terminal is connected to a common potential point, and the inverting input terminal is connected to the output terminal of the differentiator. And an operational amplifier having a feedback resistor R f connected between the inverting input terminal and the output terminal.
【００１０】第１の偏差演算部７を構成する演算増幅器
の非反転入力端子は共通電位点に接続され、反転入力端
子には抵抗ＲPを介してバッファアンプ３の出力端子が
接続されるとともに抵抗Ｒinを介して入力信号ｖinが入
力される入力端子が接続され、さらに反転入力端子と出
力端子の間には抵抗Ｒg1が接続されている。リミッタ８
は互いのアノードが共通に直列接続された２個のツェナ
ーダイオードで構成され、一方のツェナーダイオードの
カソードは抵抗Ｒg1の一端に接続され、他方のツェナー
ダイオードのカソードは共通電位点に接続されている。
抵抗Ｒg1の一端に接続される。The non-inverting input terminal of the operational amplifier forming the first deviation computing section 7 is connected to the common potential point, and the inverting input terminal is connected to the output terminal of the buffer amplifier 3 via the resistor R P. An input terminal to which the input signal v in is input is connected via the resistor R in , and a resistor R g1 is connected between the inverting input terminal and the output terminal. Limiter 8
Is composed of two Zener diodes whose anodes are commonly connected in series. The cathode of one Zener diode is connected to one end of the resistor R g1 , and the cathode of the other Zener diode is connected to a common potential point. There is.
It is connected to one end of a resistor R g1 .
【００１１】第２の偏差演算部９を構成する演算増幅器
の非反転入力端子は共通電位点に接続され、反転入力端
子には抵抗Ｒvを介して速度演算部４の出力端子が接続
されるとともに抵抗Ｒεを介して抵抗Ｒg1とリミッタ８
の接続点が接続され、さらに反転入力端子と出力端子の
間には抵抗Ｒg2が接続されている。駆動アンプ６は、ベ
ースが第２の偏差演算部９の出力端子に共通に接続され
るとともに互いのエミッタが共通にサーボモータ１に接
続されたＮＰＮトランジスタとＰＮＰトランジスタとで
構成されている。The non-inverting input terminal of the operational amplifier constituting the second deviation computing section 9 is connected to the common potential point, and the inverting input terminal is connected to the output terminal of the speed computing section 4 via the resistor R v. Along with the resistor Rε, the resistor R g1 and the limiter 8
Is connected, and a resistor R g2 is connected between the inverting input terminal and the output terminal. The drive amplifier 6 is composed of an NPN transistor and a PNP transistor whose bases are commonly connected to the output terminal of the second deviation calculator 9 and whose emitters are commonly connected to the servomotor 1.
【００１２】このような回路の動作を説明する。まず、
速度演算部４の出力ｖ1は、位置センサ２に接続された
バッファアンプ３の出力をｖpとすると、 ｖ1＝−ｖp・Ｒf／｛Ｒ1＋（１／ＳＣ1）｝ ＝−ｖp・Ｒf・Ｃ1・Ｓ／（Ｒ1・Ｃ1・Ｓ＋１） からほぼ−ｖp・Ｒf・Ｃ1・Ｓになってほぼｋω（ただ
しωはサーボモータ１の角速度）になり、位置電圧ｖp
の微分出力（＝速度）に比例した電圧になる。The operation of such a circuit will be described. First,
If the output of the buffer amplifier 3 connected to the position sensor 2 is v p , the output v 1 of the speed calculation unit 4 is v 1 = −v p · R f / {R 1 + (1 / SC 1 )} = From -v p · R f · C 1 · S / (R 1 · C 1 · S + 1) to almost –v p · R f · C 1 · S, approximately kω (where ω is the angular velocity of servo motor 1) And the position voltage v p
The voltage is proportional to the differential output of (= speed).
【００１３】次に、第１の偏差演算部７の出力ｖ2は、 ｖ2＝（Ｒg1／Ｒin）ｖin−（Ｒg1／ＲP）ｖP で表される。ここで、便宜上Ｒin＝ＲPとすると、 ｖ2＝（Ｒg1／Ｒin）（ｖin−ｖP） になる。この場合、出力ｖ2が大きいとサーボモータ１
に印加される電圧も大きくなるが、リミッタ８により制
限される。すなわち、リミッタ８のリミットレベルをｖ
Sとすると、｜ｖ2｜≦｜ｖS｜になる。Next, the output v 2 of the first deviation calculator 7 is represented by v 2 = (R g1 / R in ) v in − (R g1 / R p ) v p . For convenience When R in = R P, v 2 = become (R g1 / R in) ( v in -v P). In this case, if the output v 2 is large, the servo motor 1
The voltage applied to is also large, but is limited by the limiter 8. That is, the limit level of the limiter 8 is set to v
Let S be | v 2 | ≦ | v S |.
【００１４】第２の偏差演算部９の出力ｖ3は、 ｖ3＝−（Ｒg2／Ｒε）ｖ2−（Ｒg2／Ｒv）ｖ1 で表される。不平衡時に走行中、図３に示す従来のサー
ボ系では出力ｖ3は電源電圧で飽和し、サーボモータ１
は飽和速度に到達していた。これに対し、本発明のサー
ボ系では偏差が大きい時にリミッタ８でｖ2＜ｖSのリミ
ットをかけているので、速度帰還のみの動作モードにな
り、サーボモータ１の速度制御が可能になる。The output v 3 of the second deviation calculator 9 is represented by v 3 =-(R g2 / Rε) v 2- (R g2 / R v ) v 1 . In the conventional servo system shown in FIG. 3, the output v 3 is saturated with the power supply voltage while the vehicle is running at the time of unbalance, and
Had reached saturation speed. On the other hand, in the servo system of the present invention, when the deviation is large, the limiter 8 limits v 2 <v S , so that the operation mode is only speed feedback and the speed control of the servo motor 1 becomes possible.
【００１５】この場合のサーボモータ１の速度をω（ｒ
ａｄ／ｓｅｃ）とすると、定常速度の状態では、 ｖ3＝Ｋe・ω の関係が成立する。ただし、Ｋeはサーボモータ１の発
電機定数である。この関係から、 −（Ｒg2／Ｒε）ｖS−（Ｒg2／Ｒv）ｋ・ω＝Ｋe・ω の関係が導かれ、さらに、 ω＝｛（Ｒg2／Ｒε）ｖS｝／｛Ｋe＋（Ｒg2／Ｒv）ｋ｝ の関係が導かれる。In this case, the speed of the servo motor 1 is ω (r
ad / sec), the relationship of v 3 = K e · ω is established in the steady speed state. However, K e is a generator constant of the servo motor 1. From this relationship, a relationship of − (R g2 / Rε) v S − (R g2 / R v ) k · ω = K e · ω is derived, and further, ω = {(R g2 / Rε) v S } / The relationship of {K e + (R g2 / R v ) k} is derived.
【００１６】すなわち、サーボモータ１の速度ωは、一
定の最大速度に制御されることになる。That is, the speed ω of the servomotor 1 is controlled to a constant maximum speed.
【００１７】[0017]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
位置偏差出力にリミッタによる飽和要素を加えているの
で、低トルク，高速回転のサーボモータを用いても最大
トルクが安定に保持できるサーボモータ位置制御装置を
実現できる。As described above, according to the present invention,
Since the saturation element by the limiter is added to the position deviation output, it is possible to realize a servo motor position control device that can stably maintain the maximum torque even when using a low torque, high speed rotation servo motor.
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention.
【図２】図１の具体例を示す回路図である。FIG. 2 is a circuit diagram showing a specific example of FIG.
【図３】従来のサーボモータ位置制御装置の一例を示す
ブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing an example of a conventional servo motor position control device.
１ サーボモータ ２ 位置センサ ３ バッファアンプ ４ 速度演算部 ６ 駆動アンプ ７ 第１偏差演算部 ８ リミッタ ９ 第２偏差演算部 1 Servo Motor 2 Position Sensor 3 Buffer Amplifier 4 Speed Calculator 6 Drive Amplifier 7 First Deviation Calculator 8 Limiter 9 Second Deviation Calculator
Claims (1)
偏差演算部と、 第１の偏差演算部の出力信号の振幅を制限するリミッタ
と、 移動体の位置信号から速度信号を演算する速度演算部
と、 リミッタの出力信号と速度信号の偏差を求める第２の偏
差演算部と、 第２の偏差演算部の出力信号を増幅してサーボモータを
駆動する駆動アンプ、とで構成されたことを特徴とする
サーボモータ位置制御装置。1. A servo motor for moving a moving body, a position sensor for outputting a position signal of the moving body, a first deviation calculation unit for obtaining a deviation between a target position and an output signal of the position sensor, and a first deviation. A limiter for limiting the amplitude of the output signal of the calculator, a speed calculator for calculating the speed signal from the position signal of the moving body, a second deviation calculator for obtaining a deviation between the output signal of the limiter and the speed signal, and a second And a drive amplifier for driving the servo motor by amplifying the output signal of the deviation calculation section of the servo motor position control device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3328636A JPH05165526A (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Servo motor position controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3328636A JPH05165526A (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Servo motor position controller |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05165526A true JPH05165526A (en) | 1993-07-02 |
Family
ID=18212477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3328636A Pending JPH05165526A (en) | 1991-12-12 | 1991-12-12 | Servo motor position controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05165526A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104615149A (en) * | 2014-11-27 | 2015-05-13 | 北京航空航天大学 | Anti-saturation and controlling method of a server motor under limited control input amplitude and speed conditions |
-
1991
- 1991-12-12 JP JP3328636A patent/JPH05165526A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104615149A (en) * | 2014-11-27 | 2015-05-13 | 北京航空航天大学 | Anti-saturation and controlling method of a server motor under limited control input amplitude and speed conditions |
| CN104615149B (en) * | 2014-11-27 | 2017-04-05 | 北京航空航天大学 | The anti-saturation control method of servomotor under the conditions of a kind of control input amplitude and rate-constrained |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3521248B2 (en) | Electric power steering device | |
| JPS6159077B2 (en) | ||
| JPS63120314A (en) | Digital servo system | |
| JP2001199353A (en) | Electric power steering device | |
| JPH05165526A (en) | Servo motor position controller | |
| JP2004053396A (en) | Angular velocity sensor and automobile using the same | |
| JPS60200788A (en) | Speed control system | |
| US4272709A (en) | Circuit for controlling the drive of motor | |
| JPH0118671B2 (en) | ||
| JP3231340B2 (en) | Truck traveling control device | |
| JPH0724960Y2 (en) | DC motor controller | |
| JP2982175B2 (en) | Motor speed control device | |
| JPH0431721A (en) | Ic-type temperature sensor | |
| JPS645996Y2 (en) | ||
| JPH079395Y2 (en) | Piezoelectric element drive control circuit | |
| JPS6341839Y2 (en) | ||
| JP2568847Y2 (en) | Motor drive circuit | |
| JPH0729682Y2 (en) | Electric vehicle speed control device | |
| JPH0453200Y2 (en) | ||
| JPH047673Y2 (en) | ||
| JPH10201272A (en) | Method for suppressing resonance at motor servo system | |
| JPH025419Y2 (en) | ||
| JP2632982B2 (en) | Motor drive circuit | |
| JPS6188777A (en) | Motor speed control method | |
| JPS6233519Y2 (en) |