JPH0519862A - サーボ制御装置 - Google Patents
サーボ制御装置Info
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- JPH0519862A JPH0519862A JP17555891A JP17555891A JPH0519862A JP H0519862 A JPH0519862 A JP H0519862A JP 17555891 A JP17555891 A JP 17555891A JP 17555891 A JP17555891 A JP 17555891A JP H0519862 A JPH0519862 A JP H0519862A
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- JP
- Japan
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- feedforward
- gain
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 238000009795 derivation Methods 0.000 description 1
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サーボ制御装置において、負荷変動などによ
り位置偏差が発生した場合でも、フィードフォワード制
御部におけるゲイン調整により、位置偏差を零にする。 【構成】 機械を正弦波駆動するサーボ制御装置におい
て、ゲイン可変のフィードフォワード制御部７Ａを設け
ると共に、このフィードフォワード制御部７Ａのゲイン
を制御するフィードフォワードゲイン誤差推定部２１を
設ける。このフィードフォワードゲイン誤差推定部２１
は、位置指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差
からフィードフォワードのゲイン誤差を推定し、フィー
ドフォワード制御部７Ａに出力する。フィードフォワー
ド制御部７Ａは、上記ゲイン誤差推定部２１により推定
されたゲイン誤差により、制御系に対して位置偏差が零
になるようにフィードフォワードゲインを調整する。
り位置偏差が発生した場合でも、フィードフォワード制
御部におけるゲイン調整により、位置偏差を零にする。 【構成】 機械を正弦波駆動するサーボ制御装置におい
て、ゲイン可変のフィードフォワード制御部７Ａを設け
ると共に、このフィードフォワード制御部７Ａのゲイン
を制御するフィードフォワードゲイン誤差推定部２１を
設ける。このフィードフォワードゲイン誤差推定部２１
は、位置指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差
からフィードフォワードのゲイン誤差を推定し、フィー
ドフォワード制御部７Ａに出力する。フィードフォワー
ド制御部７Ａは、上記ゲイン誤差推定部２１により推定
されたゲイン誤差により、制御系に対して位置偏差が零
になるようにフィードフォワードゲインを調整する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械を正弦波駆動する
サーボ制御装置に関する。
サーボ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のフィードフォワード制御機能を備
えたサーボ制御装置は、図２に示すように構成されてい
る。すなわち、図２において１はモータ／機械系で、こ
のモータ／機械系１より角度θ及び角速度θ′が検出さ
れ、角度θが減算器２の−端子、角速度θ′が加減算器
−端子に入力される。一方、目標位置を示す正弦波の位
置指令θr が制御系における減算器２の＋端子に入力さ
れ、位置指令θr から上記検出角度θが減算されて位置
偏差「θr −θ」が求められる。この位置偏差「θr −
θ」は、乗算器３に入力されて位置フィードバックゲイ
ンＧｐが乗算され、その乗算結果が加減算器４の＋端子
に入力される。
えたサーボ制御装置は、図２に示すように構成されてい
る。すなわち、図２において１はモータ／機械系で、こ
のモータ／機械系１より角度θ及び角速度θ′が検出さ
れ、角度θが減算器２の−端子、角速度θ′が加減算器
−端子に入力される。一方、目標位置を示す正弦波の位
置指令θr が制御系における減算器２の＋端子に入力さ
れ、位置指令θr から上記検出角度θが減算されて位置
偏差「θr −θ」が求められる。この位置偏差「θr −
θ」は、乗算器３に入力されて位置フィードバックゲイ
ンＧｐが乗算され、その乗算結果が加減算器４の＋端子
に入力される。
【０００３】また、上記位置指令θr は、上記制御系の
他、フィードフォワード制御部７へ送られる。このフィ
ードフォワード制御部７は、微分器８，１０、乗算器
９、１１により構成される。フィードフォワード制御部
７に入力された位置指令θr は、微分器８で微分されて
速度指令θ′r となり、乗算器９に入力され、速度フィ
ードフォワードゲインＫVFF が乗算されて速度フィード
フォワード値となる。
他、フィードフォワード制御部７へ送られる。このフィ
ードフォワード制御部７は、微分器８，１０、乗算器
９、１１により構成される。フィードフォワード制御部
７に入力された位置指令θr は、微分器８で微分されて
速度指令θ′r となり、乗算器９に入力され、速度フィ
ードフォワードゲインＫVFF が乗算されて速度フィード
フォワード値となる。
【０００４】この速度フィードフォワード値は、制御系
における加減算器４の＋端子に入力される。従って、こ
の加減算器４では、乗算器３の出力に乗算器９からの速
度フィードフォワード値を加算すると共に、角速度を減
算して速度偏差を求め、乗算器５に出力する。乗算器５
は、上記速度偏差に速度フィードバックゲインＧｖを乗
算し、加算器６に出力する。
における加減算器４の＋端子に入力される。従って、こ
の加減算器４では、乗算器３の出力に乗算器９からの速
度フィードフォワード値を加算すると共に、角速度を減
算して速度偏差を求め、乗算器５に出力する。乗算器５
は、上記速度偏差に速度フィードバックゲインＧｖを乗
算し、加算器６に出力する。
【０００５】また、上記微分器６で微分された速度指令
θ′r は、微分器１０で微分されて加速度指令θ″r と
なる。このθ″r は、乗算器１１に入力されてトルクフ
ィードフォワードゲインＪO が乗算され、トルクフィー
ドフォワード値となる。このトルクフィードフォワード
値は、制御系の加算器６に入力されて乗算器５の出力と
加算されてトルク指令ｕとなり、モータ／機械系１に入
力される。
θ′r は、微分器１０で微分されて加速度指令θ″r と
なる。このθ″r は、乗算器１１に入力されてトルクフ
ィードフォワードゲインＪO が乗算され、トルクフィー
ドフォワード値となる。このトルクフィードフォワード
値は、制御系の加算器６に入力されて乗算器５の出力と
加算されてトルク指令ｕとなり、モータ／機械系１に入
力される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記のように従来のサ
ーボ制御装置は、フィードフォワード制御部７における
フィードフォワードゲインが固定であり、このため負荷
の変動などでフィードフォワードゲインのゲイン誤差が
存在する場合、位置偏差をフィードバックにより打ち消
しているが、高速な正弦波指令に対してはフィードバッ
クの遅れにより偏差を抑制できないという問題があっ
た。
ーボ制御装置は、フィードフォワード制御部７における
フィードフォワードゲインが固定であり、このため負荷
の変動などでフィードフォワードゲインのゲイン誤差が
存在する場合、位置偏差をフィードバックにより打ち消
しているが、高速な正弦波指令に対してはフィードバッ
クの遅れにより偏差を抑制できないという問題があっ
た。
【０００７】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、フィードフォワードのゲインを速やかに自動調整す
ることで位置偏差を著しく低減し得るフィードフォワー
ド装置を提供することを目的とする。
で、フィードフォワードのゲインを速やかに自動調整す
ることで位置偏差を著しく低減し得るフィードフォワー
ド装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、機械を正弦波
駆動するサーボ制御装置において、目標位置を示す位置
指令に従って被制御機械を駆動制御する制御系と、上記
位置指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差から
フィードフォワードのゲイン誤差を推定するフィードフ
ォワードゲイン誤差推定部と、このゲイン誤差推定部に
より推定されたゲイン誤差により、上記制御系に対して
位置偏差が零になるようにフィードフォワードゲインを
調整するフィードフォワード制御部とを具備したことを
特徴とするものである。
駆動するサーボ制御装置において、目標位置を示す位置
指令に従って被制御機械を駆動制御する制御系と、上記
位置指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差から
フィードフォワードのゲイン誤差を推定するフィードフ
ォワードゲイン誤差推定部と、このゲイン誤差推定部に
より推定されたゲイン誤差により、上記制御系に対して
位置偏差が零になるようにフィードフォワードゲインを
調整するフィードフォワード制御部とを具備したことを
特徴とするものである。
【０００９】
【作用】位置指令が与えられると、この位置指令に従っ
て制御系が動作し、被制御機械を駆動する。また、この
際、フィードフォワードゲイン誤差推定部が作動し、上
記位置指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差か
らフィードフォワードのゲイン誤差、すなわち、トルク
フィードフォワードゲイン誤差ΔＪと速度フィードフォ
ワードゲイン誤差ΔＫVFF とを推定し、その推定値をフ
ィードフォワード制御部に出力する。このフィードフォ
ワード制御部は、ゲイン誤差推定部により推定されたゲ
イン誤差に基づき、上記制御系に対して位置偏差が零に
なるようにフィードフォワードゲインを調整する従っ
て、負荷変動などにより位置偏差が発生した場合でも、
フィードフォワード制御部におけるゲイン調整により、
位置偏差を低減することができる。
て制御系が動作し、被制御機械を駆動する。また、この
際、フィードフォワードゲイン誤差推定部が作動し、上
記位置指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差か
らフィードフォワードのゲイン誤差、すなわち、トルク
フィードフォワードゲイン誤差ΔＪと速度フィードフォ
ワードゲイン誤差ΔＫVFF とを推定し、その推定値をフ
ィードフォワード制御部に出力する。このフィードフォ
ワード制御部は、ゲイン誤差推定部により推定されたゲ
イン誤差に基づき、上記制御系に対して位置偏差が零に
なるようにフィードフォワードゲインを調整する従っ
て、負荷変動などにより位置偏差が発生した場合でも、
フィードフォワード制御部におけるゲイン調整により、
位置偏差を低減することができる。
【００１０】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。
明する。
【００１１】本発明は、図２に示した回路において、ゲ
イン固定のフィードフォワード制御部７に代えてゲイン
可変のフィードフォワード制御部７Ａを設けると共に、
このフィードフォワード制御部７Ａのゲインを制御する
フィードフォワードゲイン誤差推定部２１を設けたもの
である。その他の構成は、図２の回路と同じであるの
で、図２と同一符号を付して詳細な説明は省略する。上
記フィードフォワード制御部７Ａは、微分器８，１０及
びゲイン可変の乗算器９ａ，１１ａを用いて回路を構成
している。
イン固定のフィードフォワード制御部７に代えてゲイン
可変のフィードフォワード制御部７Ａを設けると共に、
このフィードフォワード制御部７Ａのゲインを制御する
フィードフォワードゲイン誤差推定部２１を設けたもの
である。その他の構成は、図２の回路と同じであるの
で、図２と同一符号を付して詳細な説明は省略する。上
記フィードフォワード制御部７Ａは、微分器８，１０及
びゲイン可変の乗算器９ａ，１１ａを用いて回路を構成
している。
【００１２】また、フィードフォワードゲイン誤差推定
部２１は、位置指令θr と減算器２から出力される位置
偏差「θr −θ」から後述する（１０），（１１）式に
より、トルクフィードフォワードゲイン誤差ΔＪと速度
フィードフォワードゲイン誤差ΔＫVFF とを計算して出
力するようになっている。このトルクフィードフォワー
ドゲイン誤差ΔＪにより乗算器１１ａのトルクフィード
フォワードゲインＪOが「ＪO ＋ΔＪ」に調整される。
同様に速度フィードフォワードゲイン誤差ΔＫVFF によ
り乗算器９ａの速度フィードフォワードゲインＫVFF が
「ＫVFF ＋ΔＫVFF 」に調整される。以上の自動調整に
より、位置偏差「θr −θ」が零に近づくように変更さ
れる。次に上記実施例の動作について説明する。図２に
示したゲイン固定のフィードフォワード制御部７を使用
した場合における系は、次の（１），（２）式で表わさ
れる。
部２１は、位置指令θr と減算器２から出力される位置
偏差「θr −θ」から後述する（１０），（１１）式に
より、トルクフィードフォワードゲイン誤差ΔＪと速度
フィードフォワードゲイン誤差ΔＫVFF とを計算して出
力するようになっている。このトルクフィードフォワー
ドゲイン誤差ΔＪにより乗算器１１ａのトルクフィード
フォワードゲインＪOが「ＪO ＋ΔＪ」に調整される。
同様に速度フィードフォワードゲイン誤差ΔＫVFF によ
り乗算器９ａの速度フィードフォワードゲインＫVFF が
「ＫVFF ＋ΔＫVFF 」に調整される。以上の自動調整に
より、位置偏差「θr −θ」が零に近づくように変更さ
れる。次に上記実施例の動作について説明する。図２に
示したゲイン固定のフィードフォワード制御部７を使用
した場合における系は、次の（１），（２）式で表わさ
れる。
【００１３】すなわち、トルク指令をｕ、角度をθ、位
置指令をθr 、慣性モーメントをＪ、モータの時定数を
Ｔ、速度フィードバックゲインをＧｖ、位置フィードバ
ックゲインをＧｐ、速度フィードフォワードゲインをＫ
VFF 、トルクフィードフォワードゲインをＪO とする
と、モータ／機械系１の運動方程式は（１）式で、トル
ク指令ｕの式は（２）式で表わされる。 Ｊθ″＝ｕ／（１＋ＴＳ） …（１） ｕ＝ＪO θ″r ＋Ｇｖ｛ＫVFF θ′r −θ′＋Ｇｐ（θr −θ）｝ …（２） 上記（１），（２）式により、位置指令θr から位置偏
差「θr −θ」への伝達関数は（３）式となる。
置指令をθr 、慣性モーメントをＪ、モータの時定数を
Ｔ、速度フィードバックゲインをＧｖ、位置フィードバ
ックゲインをＧｐ、速度フィードフォワードゲインをＫ
VFF 、トルクフィードフォワードゲインをＪO とする
と、モータ／機械系１の運動方程式は（１）式で、トル
ク指令ｕの式は（２）式で表わされる。 Ｊθ″＝ｕ／（１＋ＴＳ） …（１） ｕ＝ＪO θ″r ＋Ｇｖ｛ＫVFF θ′r −θ′＋Ｇｐ（θr −θ）｝ …（２） 上記（１），（２）式により、位置指令θr から位置偏
差「θr −θ」への伝達関数は（３）式となる。
【００１４】
【数１】 但し、 トルクフィードフォワードゲイン誤差 ΔＪ ＝Ｊ−ＪO …（４） 速度フィードフォワードゲイン誤差 ＫVFF ＝１−ＫVFF …（５） である。（３）式の伝達関数で位置指令θr に振幅Ａ、
一定周波数ωの正弦波として、
一定周波数ωの正弦波として、
【００１５】
【数２】 が加わるとすると、位置偏差「θr −θ」は（７）式と
なる。
なる。
【００１６】
【数３】 ただし、ΔＡ、Δθは各々位置偏差の振幅、位相差で、
（８），（９）式となる。
（８），（９）式となる。
【００１７】
【数４】 上記（８），（９）式を変更し、ΔＡ、ΔθからΔＪ、
ΔＫVFF を求める式を導出すると、（１０），（１１）
式となる。
ΔＫVFF を求める式を導出すると、（１０），（１１）
式となる。
【００１８】
【数５】
【００１９】上記（１０），（１１）式を用いれば、位
置指令の振幅Ａ、周波数ω及び位置偏差の振幅ΔＡと位
相差Δθとからトルクフィードフォワードゲイン誤差Δ
Ｊ、速度フィードフォワードゲイン誤差ΔＫVFF を求め
ることができる。このフィードフォワードゲイン誤差Δ
Ｊ、ΔＫVFF を用いてフィードフォワードゲインＪO、
ＫVFF を（１２），（１３）式のように自動調整するこ
とにより、正弦波指令θr に対する位置偏差「θr−
θ」を零にすることができる。 ＪO ＋ΔＪ→ＪO …（１２） ＫVFF ＋ΔＫVFF →ＫVFF …（１３）
置指令の振幅Ａ、周波数ω及び位置偏差の振幅ΔＡと位
相差Δθとからトルクフィードフォワードゲイン誤差Δ
Ｊ、速度フィードフォワードゲイン誤差ΔＫVFF を求め
ることができる。このフィードフォワードゲイン誤差Δ
Ｊ、ΔＫVFF を用いてフィードフォワードゲインＪO、
ＫVFF を（１２），（１３）式のように自動調整するこ
とにより、正弦波指令θr に対する位置偏差「θr−
θ」を零にすることができる。 ＪO ＋ΔＪ→ＪO …（１２） ＫVFF ＋ΔＫVFF →ＫVFF …（１３）
【００２０】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、フ
ィードフォワードゲイン誤差推定部２１において、位置
指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差から位置
偏差「θr −θ」を零にするように、トルクフィードフ
ォワードゲイン誤差ΔＪと速度フィードフォワードゲイ
ン誤差ΔＫVFF とが計算され、それによりトルクフィー
ドフォワードゲインＪO と速度フィードフォワードゲイ
ンＫVFF とが調整される。従って、負荷変動などにより
位置偏差「θr −θ」が発生した場合でも、フィードフ
ォワード制御部７Ａの乗算器１１，９におけるフィード
フォワードゲインＪO ，ＫVFF の自動調整により、位置
偏差「θr −θ」を零にすることができる。
ィードフォワードゲイン誤差推定部２１において、位置
指令とそれに対する位置偏差の振幅比と位相差から位置
偏差「θr −θ」を零にするように、トルクフィードフ
ォワードゲイン誤差ΔＪと速度フィードフォワードゲイ
ン誤差ΔＫVFF とが計算され、それによりトルクフィー
ドフォワードゲインＪO と速度フィードフォワードゲイ
ンＫVFF とが調整される。従って、負荷変動などにより
位置偏差「θr −θ」が発生した場合でも、フィードフ
ォワード制御部７Ａの乗算器１１，９におけるフィード
フォワードゲインＪO ，ＫVFF の自動調整により、位置
偏差「θr −θ」を零にすることができる。
【図１】本発明の一実施例に係るサーボ制御装置のブロ
ック図。
ック図。
【図２】従来のサーボ制御装置を示すブロック図。
１…モータ／機械系、２…減算器、３…乗算器（位置フ
ィードバックゲインＧｐ）、４…加減算器、５…乗算器
（速度フィードバックゲインＧｖ）、６…加算器、７，
７Ａ…フィードフォワード制御部、８，１０…微分器、
９…乗算器（速度フィードフォワードゲインＫVFF ）、
１１…乗算器（トルクフィードフォワードゲインＪO
）、２１…フィードフォワードゲイン誤差推定部。
ィードバックゲインＧｐ）、４…加減算器、５…乗算器
（速度フィードバックゲインＧｖ）、６…加算器、７，
７Ａ…フィードフォワード制御部、８，１０…微分器、
９…乗算器（速度フィードフォワードゲインＫVFF ）、
１１…乗算器（トルクフィードフォワードゲインＪO
）、２１…フィードフォワードゲイン誤差推定部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 機械を正弦波駆動するサーボ制御装置に
おいて、目標位置を示す位置指令に従って被制御機械を
駆動制御する制御系と、上記位置指令とそれに対する位
置偏差の振幅比と位相差からフィードフォワードのゲイ
ン誤差を推定するフィードフォワードゲイン誤差推定部
と、このゲイン誤差推定部により推定されたゲイン誤差
により、上記制御系に対して位置偏差が零になるように
フィードフォワードゲインを調整するフィードフォワー
ド制御部とを具備したことを特徴とするするサーボ制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17555891A JPH0519862A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17555891A JPH0519862A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | サーボ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0519862A true JPH0519862A (ja) | 1993-01-29 |
Family
ID=15998184
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17555891A Withdrawn JPH0519862A (ja) | 1991-07-16 | 1991-07-16 | サーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0519862A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009070396A (ja) * | 2003-02-20 | 2009-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | サーボ制御装置 |
| JP2010524714A (ja) * | 2007-04-23 | 2010-07-22 | 本田技研工業株式会社 | 関節を制御する方法及びトルク速度変換装置 |
| CN101937193A (zh) * | 2010-07-30 | 2011-01-05 | 东南大学 | 一种多内模并联型重复控制器及控制方法 |
| JP2011226913A (ja) * | 2010-04-20 | 2011-11-10 | Shimadzu Corp | 試験機 |
| WO2015125909A1 (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 三菱重工業株式会社 | 機械装置の制御装置及び摩擦補償用のゲイン決定方法 |
-
1991
- 1991-07-16 JP JP17555891A patent/JPH0519862A/ja not_active Withdrawn
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009070396A (ja) * | 2003-02-20 | 2009-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | サーボ制御装置 |
| JP2010524714A (ja) * | 2007-04-23 | 2010-07-22 | 本田技研工業株式会社 | 関節を制御する方法及びトルク速度変換装置 |
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| CN101937193A (zh) * | 2010-07-30 | 2011-01-05 | 东南大学 | 一种多内模并联型重复控制器及控制方法 |
| WO2015125909A1 (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 三菱重工業株式会社 | 機械装置の制御装置及び摩擦補償用のゲイン決定方法 |
| JP2015156194A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-08-27 | 三菱重工業株式会社 | 機械装置の制御装置及び摩擦補償用のゲイン決定方法 |
| US10120396B2 (en) | 2014-02-21 | 2018-11-06 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Control device for machine apparatus and gain determination method for friction compensation |
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