JPH06250702A - サーボ制御装置 - Google Patents

サーボ制御装置

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JPH06250702A
JPH06250702A JP3998293A JP3998293A JPH06250702A JP H06250702 A JPH06250702 A JP H06250702A JP 3998293 A JP3998293 A JP 3998293A JP 3998293 A JP3998293 A JP 3998293A JP H06250702 A JPH06250702 A JP H06250702A
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JP
Japan
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feedforward
command
gain
gain error
position deviation
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3998293A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshiki Kato
義樹 加藤
Ichiro Awaya
伊智郎 粟屋
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 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サーボ制
御装置を提供する。 【構成】 指令値生成装置1から位置指令θr 、速度指
令ωr 、加速度指令ω′r が出力されると、この指令に
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11が作
動し、上記速度指令ωr 、加速度指令ω′r とそれに対
する位置偏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、
その推定位置をフィードフォワード制御部8Aに出力す
る。このフィードフォワード制御部8Aは、ゲイン誤差
推定部11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θr−θ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

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、フィードフォワード制
御機能を備えた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3に示すように構成されてい
る。図3において、1は指令値生成装置で、周期的な位
置指令θr 、速度指令ωr 、加速度指令ω′r を生成す
る。また、2はモータ/制御系2で、このモータ/制御
系2より角度θ、角速度ωが検出され、角度θが減算器
3の−端子に、角速度ωが加減算器5の−端子に入力さ
れる。
【0003】そして、上記指令値生成装置1から出力さ
れる位置指令θr は、制御系における減算器3の+端子
に入力され、位置指令θr から上記モータ/制御系2の
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4に入力されて位
置フィードバックゲインGp が乗算され、この乗算結果
が加減算器5の+端子に入力される。
【0004】また、指令値生成装置1から出力される速
度指令ωr 、加速度指令ω′r は、フィードフォワード
制御部8へ送られる。このフィードフォワード制御部8
は、乗算器9,10により構成される。上記速度指令ω
r は乗算器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
り、加速度指令ω′r は乗算器10に入力され、トルク
フィードフォワードゲインJo が乗算されてトルクフィ
ードフォワード値となる。
【0005】上記乗算器9から出力される速度フィード
フォワード値は、加減算器5の+端子に入力される。こ
の加減算器5は、乗算器4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ωを減
算して速度偏差を求め、乗算器6に出力する。この乗算
器6は、上記速度偏差に速度フィードバックゲインGv
を乗算して加算器7に出力する。この加算器7は、乗算
器6の出力と上記乗算器10から出力されるトルクフィ
ードフォワード値とを加算し、トルク指令uとしてモー
タ/制御系2に入力する。
【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8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
へ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、高速な指令に対してはフィードバックの
遅れによる偏差を抑制できないという問題があった。
【0007】本発明は上記の点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サーボ制御装置
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、被制御機械を
周期的に駆動するサーボ制御装置において、周期的な位
置指令θr 、速度指令ωr 、加速度指令ω′r を生成す
る指令値生成装置と、上記位置指令θr に従って被制御
機械を駆動制御する制御系と、上記速度指令ωr 、加速
度指令ω′r とそれに対する位置偏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。
【0009】
【作用】指令値生成装置から位置指令θr 、速度指令ω
r 、加速度指令ω′r が出力されると、この指令に従っ
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
記速度指令、加速度指令とそれに対する位置偏差からフ
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
ドゲイン誤差とを推定し、その推定位置をフィードフォ
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。
【0011】図1は本発明の一実施例に係るサーボ制御
装置の構成を示すブロック図である。本発明は、上記図
3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8に代えて、ゲイン可変のフィードフォワー
ド制御部8Aを設けると共に、このフィードフォワード
制御部8A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11を設けたものである。その他の構成
は、図3と同じであるので、図3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8
Aは、ゲイン可変の乗算器9a,10aを用いて構成し
ている。
【0012】また、フィードフォワードゲイン誤差推定
部11は、指令値生成装置1から出力される速度指令ω
r 、加速度指令ω′r と減算器3から出力される位置偏
差θr −θから、後述する(3),(4)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。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10aのトルクフィードフォワードゲインJo がJ
o +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
付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。前記図3に示したゲイン固定のフィードフォ
ワード制御部8を使用した場合における系は、次の
(1),(2)式で表される。
【0013】すなわち、トルク指令をu、角度をθ、角
速度をω、位置指令をθr 、速度指令をωr 、加速度指
令をω′r 、慣性モーメントをJ、粘性係数をD、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KVFF 、ト
ルクフィードフォワードゲインをJo とすると、モータ
/制御系2の運動方程式は(1)式で、トルク指令uの
式は(2)式で表される。 Jω′=u−Dω …(1) u=Jo ω′r +Gv {KVFF ωr −ω+Gp (θr −θ)} …(2) 上記(1),(2)及びωr =θ′r ,ω=θ′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。 (θr −θ)/θr =(ΔJS2 +ΔKVFF Gv S) /{JS2 +(Gv +D)S+Gp Gv }…(3) 但し、トルクフィードフォワードゲイン誤差ΔJ: ΔJ=J−Jo …(4) 速度フィードフォワードゲイン誤差ΔKVFF : ΔKVFF ={1+(D/GV )}−KVFF …(5) である。よって、トルクフィードフォワードゲイン誤差
ΔJ、速度フィードフォワードゲイン誤差ΔKVFF を求
め、 Jo +ΔJ→Jo KVFF +ΔKVFF →KVFF とゲインを自動調整することにより、位置偏差θr −θ
を零にすることができる。以下、トルクフィードフォワ
ードゲイン誤差ΔJ及び速度フィードフォワードゲイン
誤差ΔKVFF の求め方を説明する。新たな信号としてφ
(t)を(6)式に示すように定義する。 φ(t)=(Gp Gv ωr )/{JS2 +(Gv +D)S+Gp Gv } …(6) 上記(6)式より(3)式は、 θr −θ=(ΔJ/Gp Gv )φ′+(ΔKVFF /Gp )φ …(7) となる。そして、ある時間区間[t1 ,t2 ]で、
(7)式の両辺にφ′及びφを掛けて積分すると、次の
(8),(9)式が得られる。
【0014】
【数1】 ここで指令値が周期関数であるから、結果的にφ(t)
は周期関数となる。 よって、φ(t+nT)=φ(t+(n+1)T) …(10) 但し、n=0,1,2,…が成り立つ。このとき、t1
=t+nT、t2 =t+(n+1)Tとすると、
【0015】
【数2】 となる。従って、(8),(9)式と(12)式より、
(13),(14)式が得られる。
【0016】
【数3】
【0017】上記(6),(13),(14)式を用い
たフィードフォワードゲイン誤差推定部11の構成例を
図2に示す。ここで制御系の帯域は、指令値の周期関数
の帯域より十分高いため、(6)式の未知パラメータJ
とDの代わりに、Jo と粘性係数Do を用いる。
【0018】上記(13),(14)式を用いることに
より、速度指令ωr 、加速度指令ω′r 及び位置偏差θ
r −θからトルクフィードフォワードゲイン誤差ΔJ、
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。このトルクフィードフォワードゲイン誤差
ΔJ及び速度フィードフォワードゲイン誤差ΔKVFF
用いて、フィードフォワードゲインJo ,KVFF を Jo +ΔJ→Jo KVFF +ΔKVFF →KVFF のように自動調整することにより、周期的指令に対し位
置偏差θr −θを零にすることができる。
【0019】
【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11において、速度
指令ωr 、加速度指令ω′r 及び位置偏差θr −θ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、それによりフィードフ
ォワード制御部8Aにおける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θ
r −θが発生した場合でも、フィードフォワード制御部
8Aにおける乗算器9a,10a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。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係るサーボ制御装置の構成
を示すブロック図。
【図2】図1のフィードフォワードゲイン誤差推定部の
構成例を示す図。
【図3】従来のサーボ制御装置の構成を示すブロック
図。
【符号の説明】
1 指令値生成装置 2 モータ/制御系 3 減算器 4 乗算器 5 加減算器 6 乗算器 7 加算器 8,8A フィードフォワード制御部 9,9a 乗算器 10,10a 乗算器 11 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】
  1. 【請求項1】 被制御機械を周期的に駆動するサーボ制
    御装置において、周期的な位置指令、速度指令、加速度
    指令を生成する指令値生成装置と、上記位置指令に従っ
    て被制御機械を駆動制御する制御系と、上記速度指令、
    加速度指令とそれに対する位置偏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サー
    ボ制御装置。
JP3998293A 1993-03-01 1993-03-01 サーボ制御装置 Withdrawn JPH06250702A (ja)

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JP3998293A JPH06250702A (ja) 1993-03-01 1993-03-01 サーボ制御装置

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JP3998293A JPH06250702A (ja) 1993-03-01 1993-03-01 サーボ制御装置

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JPH06250702A true JPH06250702A (ja) 1994-09-09

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JP3998293A Withdrawn JPH06250702A (ja) 1993-03-01 1993-03-01 サーボ制御装置

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JP (1) JPH06250702A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006346860A (ja) * 1998-05-12 2006-12-28 Mitsubishi Electric Corp 放電加工制御方法および放電加工制御装置
JP2013162694A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Ricoh Co Ltd モータ制御装置及び画像形成装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006346860A (ja) * 1998-05-12 2006-12-28 Mitsubishi Electric Corp 放電加工制御方法および放電加工制御装置
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Effective date: 20000509