JPH05252772A - サーボモータ高速位置決め制御方法 - Google Patents
サーボモータ高速位置決め制御方法Info
- Publication number
- JPH05252772A JPH05252772A JP4045215A JP4521592A JPH05252772A JP H05252772 A JPH05252772 A JP H05252772A JP 4045215 A JP4045215 A JP 4045215A JP 4521592 A JP4521592 A JP 4521592A JP H05252772 A JPH05252772 A JP H05252772A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- servo motor
- speed
- motor
- compensator
- high speed
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- Pending
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明はサーボモータ高速位置決め制御方法
に関し、特に、速度及び加速度の情報を用いることなく
位置情報のみでサーボモータを高速位置決めすることを
特徴とする。 【構成】 本発明によるサーボモータ高速位置決め制御
方法は、外乱抑圧特性と耐ノイズ特性の周波数特性を有
する補償器Ｋ(s)をサーボモータＰ(s)に直列に接続し、
位置情報のみでサーボモータＰ(s)を高速位置決めする
構成である。
に関し、特に、速度及び加速度の情報を用いることなく
位置情報のみでサーボモータを高速位置決めすることを
特徴とする。 【構成】 本発明によるサーボモータ高速位置決め制御
方法は、外乱抑圧特性と耐ノイズ特性の周波数特性を有
する補償器Ｋ(s)をサーボモータＰ(s)に直列に接続し、
位置情報のみでサーボモータＰ(s)を高速位置決めする
構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボモータ高速位置
決め制御方法に関し、特に、速度及び加速度の情報を用
いることなく位置情報のみでサーボモータを高速位置決
めするための新規な改良に関する。
決め制御方法に関し、特に、速度及び加速度の情報を用
いることなく位置情報のみでサーボモータを高速位置決
めするための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、サーボモータを位置制御する従
来の方法としては、ここでは文献名は開示していない
が、ＰＩＤまちはＰＩ制御方法に代表されるように、実
際の位置と位置の目標値との偏差に対して、定数倍する
Ｐ動作、積分して定数倍するＩ動作、微分して定数倍す
るＤ動作の組合せで制御を行ってきた。
来の方法としては、ここでは文献名は開示していない
が、ＰＩＤまちはＰＩ制御方法に代表されるように、実
際の位置と位置の目標値との偏差に対して、定数倍する
Ｐ動作、積分して定数倍するＩ動作、微分して定数倍す
るＤ動作の組合せで制御を行ってきた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来方法においては、速度偏差と加速度偏差をともなう
ので、高速な位置制御を行うと位置の位相の偏差を生じ
ることになる。そこで、これを補償するために、高速な
位置設定値に関しては速度と加速度情報も制御則に加え
て、制御を行う方法がでてきた。しかしながら、これで
はサーボモータのセンサの数も増え、かつ制御則に微分
の項が入ってしまい、実現が極めて困難であった。
従来方法においては、速度偏差と加速度偏差をともなう
ので、高速な位置制御を行うと位置の位相の偏差を生じ
ることになる。そこで、これを補償するために、高速な
位置設定値に関しては速度と加速度情報も制御則に加え
て、制御を行う方法がでてきた。しかしながら、これで
はサーボモータのセンサの数も増え、かつ制御則に微分
の項が入ってしまい、実現が極めて困難であった。
【０００４】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、速度及び加速度の情報を用
いることなく位置情報のみでサーボモータを高速位置決
め駆動するようにしたサーボモータ高速位置決め制御方
法を提供することを目的とする。
めになされたもので、特に、速度及び加速度の情報を用
いることなく位置情報のみでサーボモータを高速位置決
め駆動するようにしたサーボモータ高速位置決め制御方
法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】サーボモータの高速位置
制御を行うサーボモータ高速位置決め制御方法におい
て、制御対称である前記サーボモータに対して外乱抑圧
特性と耐ノイズ特性の周波数特性を有する補償器をサー
ボモータに直列に接続し、前記補償器によって速度及び
加速度の情報を用いることなく位置情報のみで前記サー
ボモータを高速位置決め駆動させる方法である。
制御を行うサーボモータ高速位置決め制御方法におい
て、制御対称である前記サーボモータに対して外乱抑圧
特性と耐ノイズ特性の周波数特性を有する補償器をサー
ボモータに直列に接続し、前記補償器によって速度及び
加速度の情報を用いることなく位置情報のみで前記サー
ボモータを高速位置決め駆動させる方法である。
【０００６】
【作用】本発明によるサーボモータ高速位置決め制御方
法においては、所望の外乱抑圧特性と耐ノイズ特性の周
波数特性を満足する補償器がサーボモータに直列に設け
られているため、この補償器によってサーボモータを速
度及び加速度の情報を用いることなく位置情報のみで高
速位置決めすることができる。
法においては、所望の外乱抑圧特性と耐ノイズ特性の周
波数特性を満足する補償器がサーボモータに直列に設け
られているため、この補償器によってサーボモータを速
度及び加速度の情報を用いることなく位置情報のみで高
速位置決めすることができる。
【０００７】
【実施例】以下、図面と共に本発明によるサーボモータ
高速位置決め制御方法の好適な実施例について詳細に説
明する。なお、本発明は、位置情報だけで、微分器を使
用することなく、速度、加速度情報を用いた制御系と等
価な制御系を構成して高速な位置決め制御を実現するも
のである。
高速位置決め制御方法の好適な実施例について詳細に説
明する。なお、本発明は、位置情報だけで、微分器を使
用することなく、速度、加速度情報を用いた制御系と等
価な制御系を構成して高速な位置決め制御を実現するも
のである。
【０００８】図１は一般のＦＡ、ＯＡ機器を駆動させる
サーボモータの等価ブロック図であり、このサーボモー
タは動作に伴って摩擦力Ｔfrc、干渉力int、重力Ｔg、
負荷トルクＴLoad等の外力が加わる。従って、モータ駆
動電圧ｅaは減算器１に入力され、駆動電流のトルク定
数Ｉaは前述の外力が加わる第２減算器２に入力され、
回転速度ωは速度から角度への伝達関数Ｉ／Ｓを経て回
転角度信号θが得られ、この回転速度ωからの誘起電圧
定数Ｋｅは前記第１減算器１に帰還されている。なお、
図１中におけるＲは電機子の直流抵抗、ＪＳはモータと
負荷系を合わせたイナーシャである。
サーボモータの等価ブロック図であり、このサーボモー
タは動作に伴って摩擦力Ｔfrc、干渉力int、重力Ｔg、
負荷トルクＴLoad等の外力が加わる。従って、モータ駆
動電圧ｅaは減算器１に入力され、駆動電流のトルク定
数Ｉaは前述の外力が加わる第２減算器２に入力され、
回転速度ωは速度から角度への伝達関数Ｉ／Ｓを経て回
転角度信号θが得られ、この回転速度ωからの誘起電圧
定数Ｋｅは前記第１減算器１に帰還されている。なお、
図１中におけるＲは電機子の直流抵抗、ＪＳはモータと
負荷系を合わせたイナーシャである。
【０００９】前記外力による影響を瞬時に抑圧するため
に、制御対象を加速度指令ωcmdで駆動させることが好
適である。この加速度制御法を構成する方法は、図２で
示すブロック図を採用する。ここで、加速度指令ωcmd
は入力ｕに変換されて第１減算器１に入力され、加速度
コントローラの周波数特性を所望の特性にする補償器Ｋ
(s)、制御対象であるサーボモータＰ(s)及び第１加算器
２を介して回転角度θが得られる。
に、制御対象を加速度指令ωcmdで駆動させることが好
適である。この加速度制御法を構成する方法は、図２で
示すブロック図を採用する。ここで、加速度指令ωcmd
は入力ｕに変換されて第１減算器１に入力され、加速度
コントローラの周波数特性を所望の特性にする補償器Ｋ
(s)、制御対象であるサーボモータＰ(s)及び第１加算器
２を介して回転角度θが得られる。
【００１０】この回転角度θは第２加算器４を介して第
１減算器１に帰還される。なお、図２におけるｄは外
乱、Ｗは観測ノイズを示し、外乱抑圧特性を表す感度関
数Ｓ(s)は、Ｓ(s)＝１／１＋Ｐ(s)Ｋ(s)・・・(1)式で
表され、耐ノイズ特性を表す相補感度関数Ｔ(s)は、Ｔ
(s)＝Ｐ(s)Ｋ(s)／１＋Ｐ(s)Ｋ(s)・・・(2)式で表され
る。なお、この外乱抑圧特性を上げるには感度関数Ｓ
(s)を小さくすると良く、耐ノイズ特性を上げるには相
補感度関数Ｔ(s)を小さくすればよいが、この各関数Ｓ
(s)とＴ(s)との間には、Ｓ(s)＋Ｔ(s)＝１・・・(3)式
のような関係があるので、両方を同時に小さくすること
はできない。
１減算器１に帰還される。なお、図２におけるｄは外
乱、Ｗは観測ノイズを示し、外乱抑圧特性を表す感度関
数Ｓ(s)は、Ｓ(s)＝１／１＋Ｐ(s)Ｋ(s)・・・(1)式で
表され、耐ノイズ特性を表す相補感度関数Ｔ(s)は、Ｔ
(s)＝Ｐ(s)Ｋ(s)／１＋Ｐ(s)Ｋ(s)・・・(2)式で表され
る。なお、この外乱抑圧特性を上げるには感度関数Ｓ
(s)を小さくすると良く、耐ノイズ特性を上げるには相
補感度関数Ｔ(s)を小さくすればよいが、この各関数Ｓ
(s)とＴ(s)との間には、Ｓ(s)＋Ｔ(s)＝１・・・(3)式
のような関係があるので、両方を同時に小さくすること
はできない。
【００１１】そこで、各関数Ｓ(s)とＴ(s)が適当な特性
を持つように補償器Ｋ(s)で調整することになる。ここ
で、加速度指令ωcmdと位置θとの伝達関数は次の(4)式
となる。
を持つように補償器Ｋ(s)で調整することになる。ここ
で、加速度指令ωcmdと位置θとの伝達関数は次の(4)式
となる。
【数１】 また、外乱ｄと位置θとの伝達関数は次の(5)式とな
る。
る。
【数２】 よって、この補償器Ｋ(s)を用いて図３のような加速度
コントローラを構成することができる。
コントローラを構成することができる。
【００１２】相補感度関数で制限される周波数範囲にお
いて加速度コントローラが実現できることになる。ゆえ
に、実現された加速度コントローラは耐ノイズ特性と外
乱抑圧特性を考慮されているので、所望の周波数特性を
持っている図４のブロック図に示される加速度コントロ
ーラ１０になる。そして、この加速度コントローラを用
いてサーボモータの高速位置決め制御系を構成すると図
５のようになる。図５においては各指令値に対する応答
は加速度コントローラ１０が成立している周波数領域で
は次の(6)式のようになり、
いて加速度コントローラが実現できることになる。ゆえ
に、実現された加速度コントローラは耐ノイズ特性と外
乱抑圧特性を考慮されているので、所望の周波数特性を
持っている図４のブロック図に示される加速度コントロ
ーラ１０になる。そして、この加速度コントローラを用
いてサーボモータの高速位置決め制御系を構成すると図
５のようになる。図５においては各指令値に対する応答
は加速度コントローラ１０が成立している周波数領域で
は次の(6)式のようになり、
【数３】 位置指令θ、速度指令ω、加速度指令ωaに対して位置
の遅れなく追従することになる。なお、図５中、Ｋ1，
Ｋ2は定数、Ｓは１／Ｓの逆数で微分による角度から速
度への伝達関数である。
の遅れなく追従することになる。なお、図５中、Ｋ1，
Ｋ2は定数、Ｓは１／Ｓの逆数で微分による角度から速
度への伝達関数である。
【００１３】図５の制御系の場合は加速度情報、速度情
報、位置情報を用いてサーボモータの高速位置決め制御
系を実現する。そこで、図５において積分器のカスケー
ド結合を配置転換すると、図６のようになる。図６にお
いても位置指令に対する実際の位置の応答は前述の(6)
式のようになり位相の遅れなく追従する。ゆえに位置情
報のみでサーボモータの高速位置決め制御系が構成でき
る。この図６の制御系を用いると位置情報のみで制御が
行えるのでシステムが簡略化できロータリーエンコーダ
等の位置センサのみで簡単且つ高精度なサーボモータの
高速位置決め制御を行うことができる。すなわち、位置
指令θrefを入力するのみで、第１減算器１、第１加算
器３、第２加算器４、補償器Ｋ(s)及び制御対象のサー
ボモータＰ(s)を介して位置θが出力され、この位置θ
が第１減算器１に帰還されている。
報、位置情報を用いてサーボモータの高速位置決め制御
系を実現する。そこで、図５において積分器のカスケー
ド結合を配置転換すると、図６のようになる。図６にお
いても位置指令に対する実際の位置の応答は前述の(6)
式のようになり位相の遅れなく追従する。ゆえに位置情
報のみでサーボモータの高速位置決め制御系が構成でき
る。この図６の制御系を用いると位置情報のみで制御が
行えるのでシステムが簡略化できロータリーエンコーダ
等の位置センサのみで簡単且つ高精度なサーボモータの
高速位置決め制御を行うことができる。すなわち、位置
指令θrefを入力するのみで、第１減算器１、第１加算
器３、第２加算器４、補償器Ｋ(s)及び制御対象のサー
ボモータＰ(s)を介して位置θが出力され、この位置θ
が第１減算器１に帰還されている。
【００１４】
【発明の効果】本発明によるサーボモータ高速位置決め
制御方法は、以上のように構成されているため、外乱抑
圧特性と耐ノイズ特性の周波数特性を満足する補償器を
サーボモータに直列に挿入しているため、この補償器に
よって速度及び加速度の情報を用いることなく位置情報
のみでサーボモータの高速位置決めを行うことができ、
少ないセンサと簡単なハード構成により高速位置決めを
行うことができる。
制御方法は、以上のように構成されているため、外乱抑
圧特性と耐ノイズ特性の周波数特性を満足する補償器を
サーボモータに直列に挿入しているため、この補償器に
よって速度及び加速度の情報を用いることなく位置情報
のみでサーボモータの高速位置決めを行うことができ、
少ないセンサと簡単なハード構成により高速位置決めを
行うことができる。
【図１】一般のサーボモータの等価ブロック図である。
【図２】加速度制御法の構成図である。
【図３】加速度コントローラの特性を示す特性図であ
る。
る。
【図４】加速度コントローラを示すブロック図である。
【図５】加速度コントローラを用いてサーボモータの高
速位置決め制御系の等価ブロックを構成する構成図であ
る。
速位置決め制御系の等価ブロックを構成する構成図であ
る。
【図６】本発明によるサーボモータ高速位置決め制御系
の等価ブロックを示す構成図である。
の等価ブロックを示す構成図である。
Ｐ(s) サーボモータ Ｋ(s) 補償器
Claims (1)
- 【請求項１】 サーボモータの高速位置制御を行うサー
ボモータ高速位置決め制御方法において、制御対称であ
る前記サーボモータＰ(s)に対して外乱抑圧特性と耐ノ
イズ特性の周波数特性を有する補償器Ｋ(s)をサーボモ
ータＰ(s)に直列に接続し、前記補償器Ｋ(s)によって速
度及び加速度の情報を用いることなく位置情報のみで前
記サーボモータＰ(s)を高速位置決め駆動させることを
特徴とするサーボモータ高速位置決め制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4045215A JPH05252772A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | サーボモータ高速位置決め制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4045215A JPH05252772A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | サーボモータ高速位置決め制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05252772A true JPH05252772A (ja) | 1993-09-28 |
Family
ID=12713049
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4045215A Pending JPH05252772A (ja) | 1992-03-03 | 1992-03-03 | サーボモータ高速位置決め制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05252772A (ja) |
-
1992
- 1992-03-03 JP JP4045215A patent/JPH05252772A/ja active Pending
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