JPH06119005A - ファジイを用いたサーボ系ゲインのオートチューニング方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 標準サーボモータを使用して不安定領域にチ
ューニングされた場合においても、機械系の振動の情報
からモータ停止中でもチューニングし直すことが出きる
サーボ系のオートゲインチューニングを得る。 【構成】 運転速度等の指令を出すＰＣの位置決めユニ
ット等Ａ、ファジイ推論部Ｂ、サーボアンプＣ及び安価
な標準のサーボモータＤで構成されるサーボ系に於て、
ファジイ推論モジュールＢ４の入力要素として、サーボ
アンプＣに含まれる電流センサＣ５から電流の振幅をモ
ータ電流振幅検出器Ｂ１で取り出し、推論することによ
りサーボ系のオートゲインチューニングを行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、サーボ系のゲインチ
ューニングをファジイで行うファジイを用いたサーボ系
のゲインのオートチューニング方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図２は従来のファジイによるオートチュ
ーニングの構成例である。図に於てＡは運転速度等の指
令をサーボアンプへ出すＰＣの位置決めユニット等であ
る。ＢはＰＣの周辺機器などで構成されているファジイ
チューニングの計算を行うファジイ推論部であり、Ｂ２
は速度情報からオーバーシュート量を検出するオーバー
シュート検出器、Ｂ３は整定時間を検出する整定時間検
出器、Ｂ４はこれらＢ２、Ｂ３からの情報から最適なゲ
インを推論するファジイ推論モジュールである。Ｃはサ
ーボアンプであり、Ｃ１は位置フィードバックゲインを
表す位置ループゲイン、Ｃ２は速度フィードバックゲイ
ンを表す速度制御ゲイン、Ｃ３は電流フィードバックゲ
インを表す電流制御ゲイン、Ｃ４はモータ駆動用のイン
バータ、Ｃ５は電流フィードバック用の電流検出器、Ｃ
６はサーボモータのパルスジェネレータと接続するため
のインターフェースである。また、Ｄは特殊な振動セン
サ付きサーボモータではなく安価な標準のサーボモータ
を表し、内Ｄ１は動力を作り出すモータ部、Ｄ２はモー
タ回転数を出力するパルスジェネレータ部である。

【０００３】ファジイを用いてサーボ系のオートチュー
ニングを行う場合、ファジイ推論モジュールは例えば速
度情報等から得られる入力要素のオーバーシュートと整
定時間等から各ゲインの大きさについて推論を行い、例
えばオーバーシュートが小さい場合や整定時間が長い場
合にはゲインを上げる方向に働きかけ、オーバーシュー
トが大きい場合にはゲインを下げる方向に働きかける。
このようにしてチューニングが行われ、通常の場合良好
なチューニングが行われる。しかし、実際はサーボモー
タはオーバーロードとなっていることが多く、この場合
にはチューニング結果が不安定な領域に入っていても、
振動が小さい範囲内では機械系の振動はオーバーシュー
ト、整定時間などに表れにくいため、推論モジュール側
に不安定である情報が伝わりにくい。また、これを防ぐ
ために機械系に振動センサ（加速度センサ）を取り付け
ることを考えた場合においても、過負荷時には機械系に
振動が表れるほどの不安定状態に入るまでは効果が期待
出来ず、またコストアップにつながる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように従来の技
術に基づくファジイ制御を用いたサーボ系のゲインチュ
ーニングでは、不安定な領域であってもオーバーシュー
ト、整定時間などに表れにくい場合には推論モジュール
側に不安定であるとの状態が伝わりにくく、安定の状態
としてチューニングすることがあった。

【０００５】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、なんらかの原因により不安定
領域にチューニングした場合においても、機械系の振動
の情報から判断してモータ停止中でもチューニングし直
すことを目的としている。また機械系の振動の情報とし
てモータに流れる電流情報で代替することとし、サーボ
アンプ内に含まれる電流センサ出力を使用するようにし
たことで、高価な振動センサ付き特殊サーボモータでな
く、汎用のサーボモータの使用を可能とすることを目的
としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係るファジイ
を用いたサーボ系のゲインのオートチューニング方法
は、サーボアンプとサーボモータから成るサーボコント
ロールシステムに於て、アンプのゲイン調整にファジイ
制御を用い、その推論モジュールの入力要素の一つとし
てモータ側の振動の要素を用いたことを特徴とするもの
である。

【０００７】

【作用】機械系の振動要素としては、サーボアンプ内で
電流フィードバックに使われている電流センサからの情
報を用いる。これより電流の振幅を求め、ファジイ推論
モジュールへの入力信号の一つとして用いる。ファジイ
推論モジュールはこれらの入力要素から前述のように推
論を行い、機械系の振動が大きい場合にはゲインを抑制
する。また、振動の要素を電流から得ているので、モー
タ側にセンサを取り付ける必要がなくなる。

【０００８】

【実施例】

実施例１．図１はこの発明のファジイによるオートチュ
ーニング方法の一実施例の構成図である。図に於てＡは
運転速度等の指令をサーボアンプへ出すＰＣの位置決め
ユニット等である。ＢはＰＣの周辺機器などで構成され
ているチューニングの計算を行うファジイ推論部であ
り、Ｂ１は電流情報から振幅を求めるモータ電流振幅検
出器、Ｂ２は速度情報からオーバーシュート量を検出す
るオーバーシュート検出器、Ｂ３は整定時間を検出する
整定時間検出器、Ｂ４はこれらＢ２、Ｂ３からの情報か
ら最適なゲインを推論する推論モジュールである。Ｃは
サーボアンプであり、Ｃ１は位置フィードバックゲイン
を表す位置ループゲイン、Ｃ２は速度フィードバックゲ
インを表す速度制御ゲイン、Ｃ３は電流フィードバック
ゲインを表す電流制御ゲイン、Ｃ４はモータ駆動用のイ
ンバータ、Ｃ５は電流フィードバック用の電流検出器、
Ｃ６は後述のサーボモータのパルスジェネレータと接続
するためのインターフェースである。また、Ｄは安価な
汎用のサーボモータであり、Ｄ１は動力を作り出すモー
タ部、Ｄ２はモータ回転数を出力するパルスジェネレー
タ部である。

【０００９】図１を基にこの発明の動作について説明す
る。チューニングの状態が何等かの原因で不安定領域に
入っているとする。この場合機械系の振動が大きくなっ
ておりサーボアンプに含まれる電流センサからの電流の
値は大きく振動している。その電流の振幅をモータ電流
振幅検出器で取り出し機械系の振動情報としてファジイ
推論モジュールの入力に入れる。ファジイ推論モジュー
ルはルールに基づき、機械系の振動が小さい場合はゲイ
ンを大きくする方向に働きかけ、機械系の振動が大きい
場合はゲインを小さくする方向に働きかける。この働き
によりオーバシュート、整定時間等のデータに表れない
振動の増加に対しても、許容範囲内で十分大きいゲイン
の良好なチューニングが得られる。また振動は、特に過
負荷時においては、直接の振動情報よりも電流情報に敏
感に表れることから、機械系の振動情報にモータの電流
振動を用いることで、小さい振動の領域においても許容
範囲の設定が出来る。

【００１０】ところで上記説明では、この発明をファジ
イによるサーボモータのゲインのオートチューニングに
利用する場合を示したが、例えば、単に加速度センサの
削減のために電流の振幅情報を機械的振動情報として用
いるような用途に対しても応用し得る。

【００１１】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
機械系の振動幅も考慮したゲインチューニングが可能と
なる。

【００１２】またサーボアンプ内に含まれており、通常
の電流フィードバックに用いている電流センサからのモ
ータの電流情報を用いることにより、安価な標準サーボ
モータを用いて実現することが出来る効果が有る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１によるファジイによるサー
ボ系のゲインオートチューニングの構成を示す図であ
る。

【図２】従来技術でのファジイによるサーボ系のゲイン
オートチューニングの構成を示す図である。

【符号の説明】

Ａ ＰＣ（プログラマブル・コントローラ）の位置決め
ユニット Ｂ ファジイ推論部 Ｂ１ モータ電流振幅検出器 Ｂ２ オーバーシュート検出器 Ｂ３ 整定時間検出器 Ｂ４ ファジイ推論モジュール Ｃ サーボアンプ Ｃ１ 位置フィードバックループゲイン Ｃ２ 速度フィードバックループゲイン Ｃ３ 電流フィードバックループゲイン Ｃ４ インバータ Ｃ５ 電流センサ Ｃ６ パルスジェネレータ用インターフェース Ｄ サーボモータ Ｄ１ モータ部 Ｄ２ パルスジェネレータ部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボアンプとサーボモータから成るサ
   ーボコントロールシステムに於て、アンプのゲイン調整
   にファジイ制御を用い、その推論モジュールの入力要素
   の一つとしてモータ側の振動の要素を用いたことを特徴
   とするサーボ系のゲインオートチューニング方法。