JPH0628036A - Position Tracking Control Method for Position Synchronous Velocity Control System - Google Patents
Position Tracking Control Method for Position Synchronous Velocity Control SystemInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 位置と速度とをともにフィードバックしデジ
タル方式で制御が行なわれ位置同期形速度制御系におい
て、スキャンタイムに対する制限を緩和でき、容易に目
標とする応答特性を得ることができるようにする。
【構成】 速度指令VREFを微分して得た値に系の機械的
時定数TM1を乗じて加速度補償値DVDTを算出する。この
加速度補償値DVDTの1スキャンタイム(τ2)遅れの値D
VDT1を速度制御器31の出力に加算してトルク指令出力
TREF1を得る。負荷13は、トルク指令出力TREF1が入力
するトルク伝達遅れ要素12でトルク駆動される。
(57) [Abstract] [Purpose] In the position-synchronous speed control system, the position and speed are both fed back and controlled digitally, so that the limit on the scan time can be relaxed and the target response characteristics can be easily obtained. To be able to [Configuration] An acceleration compensation value DVDT is calculated by multiplying a value obtained by differentiating the speed command VREF by a system mechanical time constant T M1 . This scan compensation value DVDT delay value 1 scan time (τ 2 ) D
Torque command output by adding VDT1 to the output of speed controller 31
Get TREF1. The load 13 is torque-driven by the torque transmission delay element 12 to which the torque command output TREF1 is input.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、位置と速度とをともに
フィードバックして制御を行なう位置同期形速度制御系
における制御方法に関し、特に、制御がデジタル信号に
基づいて行なわれる位置同期形速度制御系における位置
追従制御方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control method in a position-synchronous speed control system for feedback control of both position and speed, and more particularly to position-synchronous speed control in which control is performed based on a digital signal. The present invention relates to a position tracking control method in a system.
【0002】[0002]
【従来の技術】位置同期形速度制御系は、電動機の位置
と速度の双方をフィードバックして制御が行なわれる系
である。位置同期形速度制御系として各種のものがある
が、その一例が特開昭61−273611号公報に示されてい
る。位置同期形速度制御系では、これまで、位置の制御
ループと速度の制御ループとをそれぞれアナログ回路で
構成していたが、近年のマイクロCPUやDSP(デジ
タル信号プロセッサ)の発達により、これらの制御ルー
プをデジタル化することが一般的となっている。図4は
デジタル化された従来の位置同期形速度制御系のブロッ
ク線図である。2. Description of the Related Art A position-synchronous type speed control system is a system in which control is performed by feeding back both the position and speed of an electric motor. There are various types of position-synchronous speed control systems, one example of which is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-273611. In the position-synchronous speed control system, the position control loop and the speed control loop have so far been configured by analog circuits, respectively, but with the recent development of micro CPUs and DSPs (digital signal processors), these control loops are controlled. It is common to digitize loops. FIG. 4 is a block diagram of a conventional position synchronization type speed control system which is digitized.
【0003】この位置同期形速度制御系は、大別して、
速度指令VREFを生成し位置帰還PFBが入力する位置制御
装置10、位置制御装置10の出力側に設けられ速度帰
還NFBが入力する速度制御装置11、電動機などからな
るトルク伝達遅れ要素12、トルク伝達遅れ要素12に
接続された負荷13、負荷13の位置を検出し位置帰還
PFBを出力する位置検出器14とによって構成されてい
る。トルク伝達遅れ要素12は、速度制御装置11から
のトルク指令出力T1で制御され、負荷13をトルクT2
で回転駆動するものである。ここでトルク伝達遅れ時間
をTI1、機械的時定数をTM1、速度の100%レベルを
V100とおくと、トルク伝達遅れ要素12の伝達関数は
1/(1+TI1s)、負荷13の伝達関数は1/(TM1
s)、位置検出器14の伝達関数はV100/sとなる。
また、負荷13には不図示のパルスジェネレータが接続
され、速度帰還NFBを発生させるようになっている。This position synchronization type speed control system is roughly classified into
The position control device 10 for generating the speed command VREF and inputting the position feedback PFB, the speed control device 11 provided on the output side of the position control device 10 for inputting the speed feedback NFB, the torque transmission delay element 12 including a motor, the torque transmission Position feedback of the load 13 connected to the delay element 12 and the position of the load 13 is detected.
The position detector 14 outputs PFB. The torque transmission delay element 12 is controlled by the torque command output T 1 from the speed control device 11 to apply a torque T 2 to the load 13.
It is driven by rotation. Here, assuming that the torque transmission delay time is T I1 , the mechanical time constant is T M1 , and the 100% level of speed is V 100 , the transfer function of the torque transmission delay element 12 is 1 / (1 + T I1 s) and the load 13 The transfer function is 1 / (T M1
s), the transfer function of the position detector 14 is V 100 / s.
A pulse generator (not shown) is connected to the load 13 to generate a velocity feedback NFB.
【0004】位置制御装置10は、速度指令VREFを発生
させる速度指令制御手段21、速度指令VREFを系の10
0%速度V100で除算して正規化された速度指令NREFを
生成する除算器22、速度指令VREFにコントローラスキ
ャンタイムτ2を乗算する乗算器23、乗算器23の出
力側に設けられた遅延要素24、ゲインがKPEであって
積分の時定数がTI2である位置制御器25によって構成
されている。遅延要素24は、乗算器23の出力を1ス
キャンタイムτ2だけ遅延させ、遅延させた結果を乗算
器23の出力に加算する。この結果、乗算器23の出力
はコントローラスキャンタイムτ2ごとに積算されるこ
ととなり、速度指令VREFの積分値である位置指令PREFが
得られる。位置制御装置10に入力する位置帰還PFB
は、スキャンタイムτ2ごとに取得されて1スキャン遅
れの位置帰還PFB1となる。位置指令PREFと位置帰還PFB1
との差、すなわちPREF−PFB1が位置誤差PEであり、この
位置誤差PEが位置制御器25に入力する。位置制御器2
5は、積分の時定数TI2の条件で位置誤差PEにゲインKP
Eを乗じて位置補正信号Upを出力するものであり、位置
補正信号Upと正規化された速度指令NREFとは加算され
て値NPUとなる。この値NPUは、スキャンタイムτ2ごと
に出力NPU1として速度制御装置11に出力されるように
なっている。The position control device 10 includes a speed command control means 21 for generating a speed command VREF and a speed command VREF in a system 10.
A divider 22 that generates a normalized speed command NREF by dividing by 0% speed V 100 , a multiplier 23 that multiplies the speed command VREF by the controller scan time τ 2, and a delay provided on the output side of the multiplier 23. It is constituted by an element 24, a position controller 25 having a gain of KPE and an integration time constant of T I2 . The delay element 24 delays the output of the multiplier 23 by one scan time τ 2 and adds the delayed result to the output of the multiplier 23. As a result, the output of the multiplier 23 is integrated for each controller scan time τ 2 , and the position command PREF which is the integrated value of the speed command VREF is obtained. Position feedback PFB input to the position controller 10
Is obtained every scan time τ 2 and becomes the position feedback PFB1 delayed by one scan. Position command PREF and position feedback PFB1
Is the position error PE, and this position error PE is input to the position controller 25. Position controller 2
5 is the gain KP for the position error PE under the condition of the integration time constant T I2.
The position correction signal U p is output by multiplying by E, and the position correction signal U p and the normalized speed command NREF are added to give a value NPU. This value NPU is output to the speed control device 11 as the output NPU1 every scan time τ 2 .
【0005】速度制御装置11は、速度制御器31で構
成されている。位置制御装置10の出力NPU1は、サーボ
スキャンタイムτ1ごとに取得されて1スキャンタイム
遅れの速度指令NPU2となる。一方、速度制御装置11に
入力する速度帰還NFBは、サーボスキャンタイムτ1ごと
に取得されて1スキャン遅れの速度帰還NFB1となる。速
度指令NPU2と速度帰還NFB1との差NPU2−NFB1が速度制御
器31に入力する。速度制御器31の出力はトルク指令
TREFであるが、このトルク指令TREFはスキャンタイムτ
1ごとにトルク指令出力T1としてトルク伝達遅れ要素1
2に出力されるようになっている。このように位置同期
形速度制御系を構成することにより、位置および速度の
フィードバック制御が行なわれる。ここでサーボスキャ
ンタイムτ1とコントローラスキャンタイムτ2は、この
位置同期形速度制御系をデジタル化したために生ずるパ
ラメータであり、それぞれ速度制御装置11と位置制御
装置10におけるデータの取得や演算の単位となる時間
すなわち制御演算時間である。The speed controller 11 comprises a speed controller 31. The output NPU1 of the position control device 10 is acquired every servo scan time τ 1 and becomes a speed command NPU2 delayed by one scan time. On the other hand, the velocity feedback NFB input to the velocity control device 11 is acquired every servo scan time τ 1 and becomes the velocity feedback NFB 1 delayed by one scan. The difference NPU2-NFB1 between the speed command NPU2 and the speed feedback NFB1 is input to the speed controller 31. The output of the speed controller 31 is the torque command.
TREF, but this torque command TREF is the scan time τ
Torque transmission as the torque command output T 1 per delay element 1
It is designed to be output to 2. By thus constructing the position-synchronous speed control system, position and speed feedback control is performed. Here, the servo scan time τ 1 and the controller scan time τ 2 are parameters generated by digitizing the position synchronization type speed control system, and are units of data acquisition and calculation in the speed control device 11 and the position control device 10, respectively. Which is the control calculation time.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述したデジタル化さ
れた従来の位置同期形速度制御系では、制御対象の機械
的時定数TM1や要求される仕様によって各スキャンタイ
ムτ1,τ2の長さが制限され、必要とされるスキャンタ
イムτ1,τ2が短い場合には、低速のCPUやDSPで
は目標とする応答特性を得ることが難しくなり、また、
極めて高速のCPUやDSPを用いなければならないの
でコストが上昇するという問題点がある。特に、コント
ローラスキャンτ2についての制約は、このスキャンタ
イムτ2中に実行しなければならない一連の演算処理量
が多いため、制御系にとってのより厳しい条件となる。In the above-described digitized conventional position-synchronous velocity control system, the length of each scan time τ 1 and τ 2 depends on the mechanical time constant T M1 of the controlled object and the required specifications. When the required scan times τ 1 and τ 2 are short, it becomes difficult to obtain a target response characteristic with a low-speed CPU or DSP.
Since an extremely high speed CPU or DSP must be used, there is a problem that the cost increases. In particular, the constraint on the controller scan τ 2 is a severer condition for the control system because the series of arithmetic processing amounts that must be executed during this scan time τ 2 is large.
【0007】本発明の目的は、スキャンタイムに対する
制限を緩和でき、容易に目標とする応答特性を得ること
ができる、位置同期形速度制御系における位置追従制御
方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a position tracking control method in a position synchronization type speed control system, which can relax the limitation on the scan time and can easily obtain a target response characteristic.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の位置同期形速度
制御系における位置追従制御方法は、速度指令を微分し
て得た値に前記位置同期形速度制御系の機械的時定数を
乗じて加速度補償値を算出し、前記加速度補償値を速度
制御手段の出力に加算した値を以て前記駆動手段への入
力信号とする。A position tracking control method in a position-synchronous speed control system according to the present invention multiplies a value obtained by differentiating a speed command by a mechanical time constant of the position-synchronous speed control system. An acceleration compensation value is calculated, and a value obtained by adding the acceleration compensation value to the output of the speed control means is used as an input signal to the driving means.
【0009】[0009]
【作用】速度指令を微分した値は、系がとるべき加速度
の値である。また機械的時定数は、系に対する制御の時
間遅れに関するパラメータである。速度指令を微分した
値に機械的時定数を乗じて得た加速度補償値を速度制御
手段の出力に加算することにより、とるべき加速度と系
の時間遅れとを加味した制御が行なわれることになり、
目標速度に対する実際の負荷の速度の追従性が改善さ
れ、同時に目標位置と実際の位置との誤差を少なくする
ことができる。その結果、同じ仕様を満たすのであれば
従来の方法に比べスキャンタイムを長くすることがで
き、低速のCPUやDSPを使用することができる。The value obtained by differentiating the speed command is the value of the acceleration that the system should take. The mechanical time constant is a parameter related to the time delay of control for the system. By adding the acceleration compensation value obtained by multiplying the value obtained by differentiating the speed command by the mechanical time constant to the output of the speed control means, it is possible to perform control in consideration of the acceleration to be taken and the time delay of the system. ,
The trackability of the speed of the actual load with respect to the target speed is improved, and at the same time, the error between the target position and the actual position can be reduced. As a result, if the same specifications are satisfied, the scan time can be lengthened as compared with the conventional method, and a low-speed CPU or DSP can be used.
【0010】[0010]
【実施例】次に本発明の実施例について図面を参照して
説明する。図1は本発明の実施に用いられる位置同期形
速度制御系の一実施例の構成を示すブロック線図であ
る。この位置同期形速度制御系は、図4を用いて説明し
た従来の位置同期形速度制御系において、位置制御装置
10に加速度トルク補償を行なうための加速度トルク補
償器15を付加し、さらに速度制御装置11に加算器3
2を新たに追加した構成となっている。位置制御装置1
0において、速度指令制御手段21からの速度指令VREF
が、加速度トルク補償器15に対して出力されるように
なっている。したがってこの位置同期形速度制御系は、
速度指令VREFを生成し位置帰還PFBが入力し加速度トル
ク補償器15を含む位置制御装置10、位置制御装置1
0の出力側に設けられ速度帰還NFBが入力する速度制御
装置11、電動機などからなるトルク伝達遅れ要素1
2、トルク伝達遅れ要素12に接続された負荷13、負
荷13の位置を検出し位置帰還PFBを出力する位置検出
器14によって構成されている。このうちトルク遅れ伝
達要素12、負荷13、位置検出器14の構成は、それ
ぞれ上述の従来の位置同期形速度制御系におけるものと
同一である。なお、位置制御装置10や速度制御装置1
1、さらには位置制御装置10内の加速度トルク補償器
15は、CPUやDSPなどのデジタル演算器で構成さ
れている。1個のあるいは数個のCPUあるいはDSP
によって、位置制御装置10、速度制御装置11、加速
度トルク補償器15を実現することが可能であり、コス
トなどの点からそのようにすることが望ましい。Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a position synchronization type speed control system used for implementing the present invention. This position-synchronous speed control system is different from the conventional position-synchronous speed control system described with reference to FIG. 4 in that an acceleration torque compensator 15 for performing acceleration torque compensation is added to the position control device 10, and the speed control is further performed. Adder 3 to device 11
It has a configuration in which 2 is newly added. Position control device 1
0, the speed command VREF from the speed command control means 21
Is output to the acceleration torque compensator 15. Therefore, this position synchronous speed control system
Position control device 10 including the acceleration torque compensator 15 to which the speed command VREF is generated and the position feedback PFB is input, position control device 1
A torque transmission delay element 1 including a speed control device 11, an electric motor, etc., which is provided on the output side of 0 and receives a speed feedback NFB.
2. A load 13 connected to the torque transmission delay element 12 and a position detector 14 that detects the position of the load 13 and outputs a position feedback PFB. Of these, the configurations of the torque delay transmission element 12, the load 13, and the position detector 14 are the same as those in the above-described conventional position-synchronous speed control system. The position control device 10 and the speed control device 1
1, and further, the acceleration torque compensator 15 in the position control device 10 is composed of a digital arithmetic unit such as a CPU and a DSP. One or several CPUs or DSPs
It is possible to realize the position control device 10, the speed control device 11, and the acceleration torque compensator 15, and it is desirable to do so in terms of cost.
【0011】ここで加速度トルク補償器15について説
明する。加速度トルク補償器15は、速度指令VREFを遅
延させる遅延要素41、速度指令VREFから遅延要素41
の出力を減算する減算器42、減算器42の出力をコン
トローラスキャンタイムτ2で除算する除算器43、除
算器43の出力にこの系の機械的時定数TM1を乗ずる乗
算器44で構成されている。この乗算器44の出力すな
わち加速度補償値DVDTは、コントローラスキャンタイム
τ2ごとに1スキャン遅れの加速度補償値DVDT1とし
て、速度制御装置11に出力される。The acceleration torque compensator 15 will be described below. The acceleration torque compensator 15 includes a delay element 41 that delays the speed command VREF, and a delay element 41 that delays the speed command VREF.
42, a divider 43 for dividing the output of the subtractor 42 by the controller scan time τ 2 , and a multiplier 44 for multiplying the output of the divider 43 by the mechanical time constant T M1 of this system. ing. The output of the multiplier 44, that is, the acceleration compensation value DVDT is output to the speed control device 11 as the acceleration compensation value DVDT1 delayed by one scan for each controller scan time τ 2 .
【0012】速度制御装置11は、速度制御器31と、
速度制御器31の出力側に設けられた加算器32とで構
成されている。加算器32は、速度制御器31の出力す
なわちトルク指令TREFと加速度補償値DVDT1とを加算す
るためのものである。加速度補償値DVDT1は、サーボス
キャンタイムτ1ごとに取得されて1スキャン遅れの値
となって、加算器32に供給される。加算器32での加
算結果はサーボスキャンタイムτ1ごとにトルク指令出
力TREF1としてトルク伝達遅れ要素12に出力されるよ
うになっている。なお、速度帰還NFBがサーボスキャン
タイムτ1ごとに取得されて1スキャン遅れの速度帰還N
FB1となり、位置制御装置10の出力NPU1の1スキャン
遅れの値NPU2と速度帰還NFB1との差NPU2−NFB1が速度制
御器31に入力することは、図4を用いて説明した従来
の制御系と同様である。The speed control device 11 includes a speed controller 31 and
It is composed of an adder 32 provided on the output side of the speed controller 31. The adder 32 is for adding the output of the speed controller 31, that is, the torque command TREF and the acceleration compensation value DVDT1. The acceleration compensation value DVDT1 is acquired every servo scan time τ 1 and becomes a value delayed by one scan, and is supplied to the adder 32. The addition result of the adder 32 is output to the torque transmission delay element 12 as a torque command output TREF1 every servo scan time τ 1 . The velocity feedback NFB is acquired every servo scan time τ 1 and the velocity feedback N is delayed by one scan.
It becomes FB1 and the difference NPU2-NFB1 between the value NPU2 of one scan delay of the output NPU1 of the position control device 10 and the speed feedback NFB1 is input to the speed controller 31 as compared with the conventional control system described using FIG. It is the same.
【0013】次に本実施例の動作を説明する。加速度ト
ルク補償器15において、速度指令VREFは遅延要素41
と減算器42の双方に入力するので、減算器42の出力
は、現在の速度指令VREFから1スキャンタイム前の速度
指令VREF1を減算した値となる。この減算結果VREF−VRE
F1は除算器43に入力してコントローラスキャンタイム
τ2で除算される。これは速度指令VREFの変化量をスキ
ャンタイムτ2で除算していることになるので、速度指
令VREFの時間微分を求めていることと等価であり、除算
器43の出力は速度指令VREFの微分値となる。微分値は
乗算器44で系の機械的時定数TM1を乗算され、加速度
補償値DVDTとなる。加速度補償値DVDTは、コントローラ
スキャンタイムτ2ごとに1スキャン遅れの加速度補償
値DVDT1として、速度制御装置11の加算器32に出力
される。Next, the operation of this embodiment will be described. In the acceleration torque compensator 15, the speed command VREF is delayed by the delay element 41.
And the subtracter 42, the output of the subtractor 42 is a value obtained by subtracting the speed command VREF1 one scan time before from the current speed command VREF. This subtraction result VREF-VRE
F1 is input to the divider 43 and divided by the controller scan time τ 2 . This means that the change amount of the speed command VREF is divided by the scan time τ 2 , so it is equivalent to obtaining the time derivative of the speed command VREF, and the output of the divider 43 is the derivative of the speed command VREF. It becomes a value. The differential value is multiplied by the mechanical time constant T M1 of the system in the multiplier 44, and becomes the acceleration compensation value DVDT. The acceleration compensation value DVDT is output to the adder 32 of the speed control device 11 as an acceleration compensation value DVDT1 delayed by one scan for each controller scan time τ 2 .
【0014】位置制御装置10は、図4で示した従来の
ものと同様に、速度指令VREFを発生し位置帰還PFBを受
け入れ値NPU1を出力する。速度制御装置11では、速度
帰還NFBがサーボスキャンタイムτ1ごとに取得されて1
スキャン遅れの速度帰還NFB1となり、値NPU2と速度帰還
NFB1との偏差が速度制御器31に入力する。速度制御器
31は、比例ゲインP、積分の時定数TIの条件でこの
偏差を積分し、この積分結果であるTREFは、加算器32
において、加速度補償値DVDT1の1スキャン遅れの値と
加算され、サーボスキャンタイムτ1ごとにトルク指令
出力TREF1としてトルク伝達遅れ要素12に出力され
る。トルク伝達遅れ要素12はトルク指令出力TREF1に
基づいて負荷13をトルク駆動し、その結果、負荷13
は速度と位置が変化する。負荷13の速度は、負荷13
に接続された不図示のパルスジェネレータによって検出
され、速度帰還NFBとして速度制御装置11に帰還され
る。また負荷13の位置は、位置検出器14によって検
出され、位置帰還PFBとして位置制御装置10に帰還さ
れる。The position control device 10 generates the speed command VREF, receives the position feedback PFB, and outputs the value NPU1 as in the conventional device shown in FIG. The speed controller 11, speed feedback NFB is acquired for each servo scan time tau 1 1
Scan delay speed feedback becomes NFB1 and speed feedback with value NPU2
The deviation from NFB1 is input to the speed controller 31. The speed controller 31 integrates this deviation under the conditions of the proportional gain P and the integration time constant T I , and the integration result TREF is added by the adder 32.
In, the acceleration compensation value DVDT1 is added to the one-scan delay value, and is output to the torque transmission delay element 12 as a torque command output TREF1 every servo scan time τ 1 . The torque transmission delay element 12 torque-drives the load 13 based on the torque command output TREF1, and as a result, the load 13
Changes in speed and position. The speed of the load 13 is
Is detected by a pulse generator (not shown) connected to and is fed back to the speed control device 11 as a speed feedback NFB. The position of the load 13 is detected by the position detector 14 and is fed back to the position control device 10 as a position feedback PFB.
【0015】以上のようにして負荷13の位置と速度と
がフィードバック制御される。この位置同期形速度制御
系では、速度制御器31の出力TREFに加速度補償値DVDT
1を1スキャン遅らせたものを加算し、加算結果をトル
ク指令出力TREF1とし、このトルク指令出力TREF1をトル
ク伝達遅れ要素12におけるトルク制御のための駆動信
号としているので、負荷13が速度指令VREFによりよく
追従し、位置誤差PEがより減少する。The position and speed of the load 13 are feedback-controlled as described above. In this position synchronization type speed control system, the acceleration compensation value DVDT is output to the output TREF of the speed controller 31.
The value obtained by delaying 1 by 1 scan is added, and the addition result is used as the torque command output TREF1, and this torque command output TREF1 is used as the drive signal for torque control in the torque transmission delay element 12, so that the load 13 uses the speed command VREF. Follows well and the position error PE is further reduced.
【0016】次に、本実施例の位置同期形速度制御系に
おいて、加速度トルク補償を行なった場合と行なわなか
った場合(すなわち図4に示した従来の位置同期形速度
制御系と同じ)の応答特性とを比較した結果について説
明する。図2は加速度トルク補償を行なった場合の応答
特性図であり、図3は加速度トルク補償を行なわなかっ
た場合の応答特性図である。これらの応答特性の測定に
当っては、サーボスキャンタイムτ1とコントローラス
キャンタイムτ2をそれぞれ1msecとし、速度制御のカ
ットオフ周波数ωcsを300rad/secとし、位置制御器
25のゲインを50とした。速度指令VREFとして同じも
のを与えたときの速度帰還NFB1(ただし正規化されてい
ない)、位置誤差PE、1サンプル遅れの加速度補償値DV
DT1がそれぞれ示されている。なお、図2と図3とでは
速度指令VREFと速度帰還NFB1に関して縦軸のスケールが
それぞれ異なっていることに注意する必要がある。Next, in the position-synchronous speed control system of the present embodiment, the response with and without acceleration torque compensation (that is, the same as the conventional position-synchronous speed control system shown in FIG. 4). The result of comparison with the characteristics will be described. 2 is a response characteristic diagram when acceleration torque compensation is performed, and FIG. 3 is a response characteristic diagram when acceleration torque compensation is not performed. In measuring these response characteristics, the servo scan time τ 1 and the controller scan time τ 2 were each 1 msec, the speed control cutoff frequency ω c s was 300 rad / sec, and the gain of the position controller 25 was 50. did. Speed feedback NFB1 (but not normalized) when the same speed command VREF is given, position error PE, acceleration compensation value DV with 1 sample delay
Each DT1 is shown. It should be noted that the vertical axis scales for the speed command VREF and the speed feedback NFB1 are different between FIG. 2 and FIG.
【0017】これらの図から明らかなように、図3すな
わち従来の方法では、速度指令VREFの値が変化している
ところで位置誤差PEの値はスケールアウトしている。速
度指令VREFはV字形に変化しているが、一度負側に振れ
たあとの肩の部分での位置誤差の収束状況を調べると、
位置誤差PEが0.1mm以内となるのに要する時間が、図
2では26msecであり図3では44msecとなっている。
これらのことから、加速度トルク補償を行なうことによ
り、サーボスキャンタイムτ1とコントローラスキャン
タイムτ2がそれぞれ1msecのときであっても、速度指
令VREFの値が変化したときすなわち加減速が行なわれて
いるときの速度の追従性が改善され、位置誤差PEの変動
範囲が著しく減少しすることがわかる。また、速度指令
VREFの変化が終ったのちの位置誤差PEの収束も速くなる
ことが分かる。As is apparent from these figures, in FIG. 3, that is, in the conventional method, the value of the position error PE is scaled out when the value of the speed command VREF is changing. The speed command VREF changes to a V shape, but if you check the convergence status of the position error at the shoulder part after swinging to the negative side once,
The time required for the position error PE to be within 0.1 mm is 26 msec in FIG. 2 and 44 msec in FIG.
From these facts, by performing acceleration torque compensation, even when the servo scan time τ 1 and the controller scan time τ 2 are each 1 msec, when the value of the speed command VREF changes, that is, acceleration / deceleration is performed. It can be seen that the followability of the speed when the vehicle is moving is improved and the fluctuation range of the position error PE is significantly reduced. Also, speed command
It can be seen that the position error PE converges quickly after the change of VREF.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上説明したように本発明は、速度指令
を微分した値に機械的時定数を乗じて得た加速度補償値
を速度制御手段の出力に加算することにより、とるべき
加速度と系の時間遅れとを加味した制御が行なわれるこ
とになり、目標速度に対する実際の負荷の速度の追従性
が改善され、目標位置と実際の位置との誤差を少なくな
り、演算制御時間を長くすることができるという効果が
ある。As described above, the present invention adds the acceleration compensation value obtained by multiplying the value obtained by differentiating the speed command by the mechanical time constant to the output of the speed control means to obtain the acceleration and the system to be taken. The control that takes into account the time delay of is carried out, the followability of the speed of the actual load to the target speed is improved, the error between the target position and the actual position is reduced, and the calculation control time is lengthened. There is an effect that can be.
【図1】本発明の実施に用いられる位置同期形速度制御
系の一実施例の構成を示すブロック線図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of a position synchronization type speed control system used for implementing the present invention.
【図2】加速度トルク補償を行なった場合の応答特性図
である。FIG. 2 is a response characteristic diagram when acceleration torque compensation is performed.
【図3】加速度トルク補償を行なわない場合の応答特性
図である。FIG. 3 is a response characteristic diagram when acceleration torque compensation is not performed.
【図4】従来の位置同期形速度制御系の構成を示すブロ
ック線図である。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a conventional position synchronization type speed control system.
10 位置制御装置 11 速度制御装置 12 トルク伝達遅れ要素 13 負荷 14 位置検出器 15 加速度トルク補償器 21 速度指令制御手段 22,43 除算器 23,44 乗算器 24,41 遅延要素 25 位置制御器 31 速度制御器 32 加算器 42 減算器 10 Position Control Device 11 Speed Control Device 12 Torque Transmission Delay Element 13 Load 14 Position Detector 15 Acceleration Torque Compensator 21 Speed Command Control Means 22,43 Divider 23,44 Multiplier 24,41 Delay Element 25 Position Controller 31 Speed Controller 32 Adder 42 Subtractor
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 11/36 Q 7531−3H H 7531−3H 503 A 7531−3H G05D 3/00 N 9179−3H Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI Technical display location G05B 11/36 Q 7531-3H H 7531-3H 503 A 7531-3H G05D 3/00 N 9179-3H
Claims (1)
れた速度指令を積分して位置指令を生成し前記制御対象
からの位置帰還と前記位置指令とに基づき位置補正信号
を生成し前記速度指令に前記位置補正信号を加算して出
力する位置制御手段と、前記位置制御手段の出力と前記
制御対象からの速度帰還とに基づき前記駆動手段を制御
する速度制御手段とを有する位置同期形速度制御系にお
ける位置追従制御方法において、 前記速度指令を微分して得た値に前記位置同期形速度制
御系の機械的時定数を乗じて加速度補償値を算出し、前
記加速度補償値を前記速度制御手段の出力に加算した値
を以て前記駆動手段への入力信号とすることを特徴とす
る位置同期形速度制御系における位置追従制御方法。1. A drive unit for driving a controlled object, a position command generated by integrating a given speed command, a position correction signal based on position feedback from the controlled object and the position command, and the speed. A position-synchronous speed having position control means for adding the position correction signal to a command and outputting the command, and speed control means for controlling the drive means based on the output of the position control means and speed feedback from the controlled object. In a position tracking control method in a control system, a value obtained by differentiating the speed command is multiplied by a mechanical time constant of the position synchronization type speed control system to calculate an acceleration compensation value, and the acceleration compensation value is set to the speed control. A position tracking control method in a position-synchronous speed control system, wherein a value added to the output of the means is used as an input signal to the driving means.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18129692A JP3206611B2 (en) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | Position Tracking Control Method for Position Synchronous Speed Control System |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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| JPH0628036A true JPH0628036A (en) | 1994-02-04 |
| JP3206611B2 JP3206611B2 (en) | 2001-09-10 |
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| JP (1) | JP3206611B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004005547A (en) * | 2002-04-24 | 2004-01-08 | Canon Inc | Position control method, position control system, image forming apparatus, program, storage medium storing program |
-
1992
- 1992-07-08 JP JP18129692A patent/JP3206611B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004005547A (en) * | 2002-04-24 | 2004-01-08 | Canon Inc | Position control method, position control system, image forming apparatus, program, storage medium storing program |
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