JPH0721724B2 - 自動制御装置 - Google Patents
自動制御装置Info
- Publication number
- JPH0721724B2 JPH0721724B2 JP5921086A JP5921086A JPH0721724B2 JP H0721724 B2 JPH0721724 B2 JP H0721724B2 JP 5921086 A JP5921086 A JP 5921086A JP 5921086 A JP5921086 A JP 5921086A JP H0721724 B2 JPH0721724 B2 JP H0721724B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- command value
- speed
- circuit
- control
- simulated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は位置制御や速度制御などに用いて好適な自動制
御装置に関する。
御装置に関する。
近年、XYテーブルやモータをはじめとする各種制御装置
においては（ａ）指令値の変化に追従する制御特性（以
下、サーボ特性という）と、 （ｂ）外乱等があつた場合に一定の値に保とうとする制
御特性（以下、レギユレータ特性という）の両者を向上
させることが強く要求されている。しかし、従来のPID
制御などでは、一般にレギユレータ特性を最適にすると
サーボ特性が振動的になり、一方、サーボ特性を最適に
するとレギユレータ特性を遅くなるという欠点がある。
そのため、この両者の特性を改善する方法として、各種
の２自由度制御方式が提案されている。例えば、計測自
動制御学会論文集第18巻第１号（昭和57年１月）の第８
〜14頁「線形多変数系に対するモデル追従形サーボコン
トローラの設計）という題目で記載されている。この文
献では、理想的なステツプ応答が得られるモデルを用
い、このモデルの状態量と、モデルの出力とプラントの
出力との差と、プラントの状態量とによりプラントを制
御する方法が述べられている。この方法によれば、サー
ボ系の応答だけでなく、外乱に対する応答も向上するこ
とができる。
においては（ａ）指令値の変化に追従する制御特性（以
下、サーボ特性という）と、 （ｂ）外乱等があつた場合に一定の値に保とうとする制
御特性（以下、レギユレータ特性という）の両者を向上
させることが強く要求されている。しかし、従来のPID
制御などでは、一般にレギユレータ特性を最適にすると
サーボ特性が振動的になり、一方、サーボ特性を最適に
するとレギユレータ特性を遅くなるという欠点がある。
そのため、この両者の特性を改善する方法として、各種
の２自由度制御方式が提案されている。例えば、計測自
動制御学会論文集第18巻第１号（昭和57年１月）の第８
〜14頁「線形多変数系に対するモデル追従形サーボコン
トローラの設計）という題目で記載されている。この文
献では、理想的なステツプ応答が得られるモデルを用
い、このモデルの状態量と、モデルの出力とプラントの
出力との差と、プラントの状態量とによりプラントを制
御する方法が述べられている。この方法によれば、サー
ボ系の応答だけでなく、外乱に対する応答も向上するこ
とができる。
しかし、制御系の補償定数はサーボ特性とレギユレータ
特性の両者が互いに影響する。したがつて、サーボ特性
及びレギユレータ特性をそれぞれ最適にするには、両者
を考慮して補償定数を決定しなければならず、設計する
上で複雑になつている。
特性の両者が互いに影響する。したがつて、サーボ特性
及びレギユレータ特性をそれぞれ最適にするには、両者
を考慮して補償定数を決定しなければならず、設計する
上で複雑になつている。
本発明の目的はサーボ特性及びレギユレータ特性をそれ
ぞれ独立に簡単に設計でき、制御系のロバスト性が向上
する自動制御装置を提供することである。
ぞれ独立に簡単に設計でき、制御系のロバスト性が向上
する自動制御装置を提供することである。
本発明は、被制御対象の状態量を検出した検出値をフィ
ードバックし、その検出値が制御指令値になるように出
力補償回路からの出力補償信号に基づく量を制御量とし
て被制御対象を制御するフィードバック制御系で構成さ
れてなる自動制御装置において、前記制御指令値に対応
し、その元になる指令値を発生する指令発生手段と、前
記指令値を入力として前記制御指令値を生成する模擬フ
ィードバック制御装置を備え、該模擬フィードバック制
御装置は、模擬補償回路と前記被制御対象の前記制御量
から検出した前記状態検出値までの特性を模擬した被制
御対象模擬回路からなり、 該模擬補償回路には前記指令値と前記制御指令値との偏
差が入力されて該被制御対象模擬回路へ入力する模擬入
力信号が出力され、該被制御対象模擬回路には該模擬入
力信号が入力されて前記制御指令値が出力され、 前記模擬入力信号は、前記出力補償信号に加算されて前
記制御量が決定されることを特徴とする。
ードバックし、その検出値が制御指令値になるように出
力補償回路からの出力補償信号に基づく量を制御量とし
て被制御対象を制御するフィードバック制御系で構成さ
れてなる自動制御装置において、前記制御指令値に対応
し、その元になる指令値を発生する指令発生手段と、前
記指令値を入力として前記制御指令値を生成する模擬フ
ィードバック制御装置を備え、該模擬フィードバック制
御装置は、模擬補償回路と前記被制御対象の前記制御量
から検出した前記状態検出値までの特性を模擬した被制
御対象模擬回路からなり、 該模擬補償回路には前記指令値と前記制御指令値との偏
差が入力されて該被制御対象模擬回路へ入力する模擬入
力信号が出力され、該被制御対象模擬回路には該模擬入
力信号が入力されて前記制御指令値が出力され、 前記模擬入力信号は、前記出力補償信号に加算されて前
記制御量が決定されることを特徴とする。
上記手段によれば、従来のフィードバック制御系に加え
て、被制御対象を模擬した被制御対象模擬回路にフィー
ドバック制御系が構成され、この被制御対象模擬回路に
入力する模擬入力信号と被制御対象模擬回路から得られ
る模擬出力信号とを用いて、被制御対象に対して２自由
度制御系が構成されることになる。
て、被制御対象を模擬した被制御対象模擬回路にフィー
ドバック制御系が構成され、この被制御対象模擬回路に
入力する模擬入力信号と被制御対象模擬回路から得られ
る模擬出力信号とを用いて、被制御対象に対して２自由
度制御系が構成されることになる。
これにより、被制御対象に制約条件がある場合でも、サ
ーボ特性とレギユレータ特性の両者をともに最適にする
ことができる。
ーボ特性とレギユレータ特性の両者をともに最適にする
ことができる。
また、被制御対象を制御する出力補償信号に模擬入力信
号が加算されてなるフィードフォワード制御が行われる
ことから、ロバスト性が向上できる。
号が加算されてなるフィードフォワード制御が行われる
ことから、ロバスト性が向上できる。
以下、本発明の一実施例を図面により説明する。
第１図は本発明をXYテーブルの位置制御に適用したとき
の一実施例である。
の一実施例である。
第１図において、モータ１を駆動することにより、XYテ
ーブル２を位置決めするようになつている。モータ１及
びXYテーブル２が被制御対象であり、その出力値状態検
出値となるXYテーブル２のテーブル位置ｘは位置検出器
３により検出する。指令装置４から得られる位置指令値
xRは模擬フイードバツク制御装置５に入力される。模擬
フイードバツク制御装置５は模擬出力信号であるモデル
位置xMと位置指令値xRとの差、つまり、モデル位置偏差
εＭを計算する。模擬補償回路６はモデル位置偏差εＭ
により模擬入力信号である目標電圧vRを演算する。目標
電圧vRはモータ１及びXYテーブル２を模擬した被制御対
象模擬回路７に入力される。被制御対象模擬回路７の出
力がモデル位置xMになるので、模擬フイードバツク制御
装置５は被制御対象模擬回路７に対するフイードバツク
制御系を構成している。出力補償回路８はモデル位置xM
とテーブル位置ｘ位置偏差εを用いて出力補償信号であ
る位置補償信号ｖεを演算する。位置補償信号ｖεとフ
イードフオワード信号となる目標電圧vRを加算してモー
タ１の印加電圧ｖを決定する。なお、被制御対象模擬回
路７の特性は明らかであるため、モデル位置xMの応答が
最適になるように模擬補償回路６の定数を定めることが
できる。さらに、モータ電流の最大値iMAXや、最高速度
ωMAXなど、物理的な制約条件がある場合にも模擬補償
回路６にリミツタを挿入することにより、それらの制約
条件の下でモデル位置xMの最適な応答を得ることを容易
にできる。
ーブル２を位置決めするようになつている。モータ１及
びXYテーブル２が被制御対象であり、その出力値状態検
出値となるXYテーブル２のテーブル位置ｘは位置検出器
３により検出する。指令装置４から得られる位置指令値
xRは模擬フイードバツク制御装置５に入力される。模擬
フイードバツク制御装置５は模擬出力信号であるモデル
位置xMと位置指令値xRとの差、つまり、モデル位置偏差
εＭを計算する。模擬補償回路６はモデル位置偏差εＭ
により模擬入力信号である目標電圧vRを演算する。目標
電圧vRはモータ１及びXYテーブル２を模擬した被制御対
象模擬回路７に入力される。被制御対象模擬回路７の出
力がモデル位置xMになるので、模擬フイードバツク制御
装置５は被制御対象模擬回路７に対するフイードバツク
制御系を構成している。出力補償回路８はモデル位置xM
とテーブル位置ｘ位置偏差εを用いて出力補償信号であ
る位置補償信号ｖεを演算する。位置補償信号ｖεとフ
イードフオワード信号となる目標電圧vRを加算してモー
タ１の印加電圧ｖを決定する。なお、被制御対象模擬回
路７の特性は明らかであるため、モデル位置xMの応答が
最適になるように模擬補償回路６の定数を定めることが
できる。さらに、モータ電流の最大値iMAXや、最高速度
ωMAXなど、物理的な制約条件がある場合にも模擬補償
回路６にリミツタを挿入することにより、それらの制約
条件の下でモデル位置xMの最適な応答を得ることを容易
にできる。
次に動作について説明する。
位置指令値xRが入力されると、模擬補償回路６はモデル
位置xMが最適な応答となるような目標電圧vRを演算す
る。この目標電圧vRによつてモータ１の印加電圧ｖを決
定する。モータ１の印加電圧ｖからテーブル位置ｘまで
の特性が被制御対象模擬回路７の特性と一致していれ
ば、テーブル位置ｘはモデル位置xMと同じ応答となる。
つまり、テーブル位置ｘは物理的制約条件を考慮した最
適な応答となる。一方、モータ１の印加電圧ｖからテー
ブル位置ｘまでの特性が被制御対象模擬回路７の特性と
異なる場合にはテーブル位置ｘがモデル位置xMと一致せ
ず位置偏差εを生じる。位置偏差εがあると、出力補償
回路８により演算される位置補償信号ｖεをモータの印
加電圧ｖに加算するので位置偏差εを非常に小さくする
ことができる、また、被制御対象に外乱が生じた場合の
位置偏差も同様に小さくすることができる。
位置xMが最適な応答となるような目標電圧vRを演算す
る。この目標電圧vRによつてモータ１の印加電圧ｖを決
定する。モータ１の印加電圧ｖからテーブル位置ｘまで
の特性が被制御対象模擬回路７の特性と一致していれ
ば、テーブル位置ｘはモデル位置xMと同じ応答となる。
つまり、テーブル位置ｘは物理的制約条件を考慮した最
適な応答となる。一方、モータ１の印加電圧ｖからテー
ブル位置ｘまでの特性が被制御対象模擬回路７の特性と
異なる場合にはテーブル位置ｘがモデル位置xMと一致せ
ず位置偏差εを生じる。位置偏差εがあると、出力補償
回路８により演算される位置補償信号ｖεをモータの印
加電圧ｖに加算するので位置偏差εを非常に小さくする
ことができる、また、被制御対象に外乱が生じた場合の
位置偏差も同様に小さくすることができる。
第２図に第１図における伝達関数のブロツク線図を示
す。第２図を用いて第１図に示す実施例の制御特性を説
明する。
す。第２図を用いて第１図に示す実施例の制御特性を説
明する。
第２図において、KIM（ｓ）は模擬補償回路６の補償ゲ
イン、 は被制御対象模擬回路７の特性、K1（ｓ）は出力補償回
路８の補償ゲイン、G1（ｓ）は被制御対象であるモータ
１及びXYテーブル２の特性をそれぞれ表わす伝達関数で
ある。なお、ｓはラプラス演算子である。
イン、 は被制御対象模擬回路７の特性、K1（ｓ）は出力補償回
路８の補償ゲイン、G1（ｓ）は被制御対象であるモータ
１及びXYテーブル２の特性をそれぞれ表わす伝達関数で
ある。なお、ｓはラプラス演算子である。
さて、第２図において、位置指令値xRからテーブル位置
ｘへのサーボ特性を表す伝達関数HS（ｓ）と、外乱ｄか
らテーブル位置ｘへのレギユレータ特性を示す伝達関数
HR（ｓ）はそれぞれ次式で表わされる。
ｘへのサーボ特性を表す伝達関数HS（ｓ）と、外乱ｄか
らテーブル位置ｘへのレギユレータ特性を示す伝達関数
HR（ｓ）はそれぞれ次式で表わされる。
被制御対象模擬回路７の特性 がモータ１及びXYテーブル２の特性G1（ｓ）に非常に近
いときには（１）式を（３）式のように近似して表わす
ことができる。
いときには（１）式を（３）式のように近似して表わす
ことができる。
（３）式から明らかなように、サーボ特性を示す伝達関
数Hs（ｓ）はほぼ模擬補償回路６の特性KIM（ｓ）だけ
で決定される。また、（２）式よりレギユレータ特性を
表わす伝達関数HR（ｓ）は出力補償回路８の特性K
1（ｓ）だけで決められる。つまり、この制御系はK
IM（ｓ），K1（ｓ）がそれぞれ他の特性に影響すること
が非常に少なく、独立に決定できる２自由度制御系であ
ることがわかる。以上のことから、模擬補償回路６の特
性KIM（ｓ）は被制御対象模擬回路７に対するサーボ特
性が最適になるように設計することができる。しかも、
被制御対象模擬回路７は外乱やパラメータ変動がないの
で、応答だけに着目した設計が可能になる。このとき、
モータ１に印加できる最大電圧以下に設定できる電圧リ
ミツタを模擬補償回路６の出力部に挿入することによ
り、簡単にモータの印加電圧ｖに対する制約条件を満足
させることが可能である。また、出力補償回路８の特性
K1（ｓ）は外乱に対する最適なレギユレータ特性だけに
着目して設計すればよい。なお、このように設計すれ
ば、一般にK1（ｓ）のゲインのほうがKIM（ｓ）よりも
大きくできる。
数Hs（ｓ）はほぼ模擬補償回路６の特性KIM（ｓ）だけ
で決定される。また、（２）式よりレギユレータ特性を
表わす伝達関数HR（ｓ）は出力補償回路８の特性K
1（ｓ）だけで決められる。つまり、この制御系はK
IM（ｓ），K1（ｓ）がそれぞれ他の特性に影響すること
が非常に少なく、独立に決定できる２自由度制御系であ
ることがわかる。以上のことから、模擬補償回路６の特
性KIM（ｓ）は被制御対象模擬回路７に対するサーボ特
性が最適になるように設計することができる。しかも、
被制御対象模擬回路７は外乱やパラメータ変動がないの
で、応答だけに着目した設計が可能になる。このとき、
モータ１に印加できる最大電圧以下に設定できる電圧リ
ミツタを模擬補償回路６の出力部に挿入することによ
り、簡単にモータの印加電圧ｖに対する制約条件を満足
させることが可能である。また、出力補償回路８の特性
K1（ｓ）は外乱に対する最適なレギユレータ特性だけに
着目して設計すればよい。なお、このように設計すれ
ば、一般にK1（ｓ）のゲインのほうがKIM（ｓ）よりも
大きくできる。
さらに、モータ１及びXYテーブル２の特性G1（ｓ）と、
被制約対象模擬回路７の特性 のわずかな違いやパラメータ変動に対しても、出力補償
回路８の特性K1（ｓ）により補償することができる。
被制約対象模擬回路７の特性 のわずかな違いやパラメータ変動に対しても、出力補償
回路８の特性K1（ｓ）により補償することができる。
第３図はこの実施例において、ステツプ状の位置指令値
xRを与えたときの位置制御特性を示したものである。
xRを与えたときの位置制御特性を示したものである。
位置指令値xRを時刻t0でステツプ状に変化させると目標
電圧vRも第３図に示すように変化する。このとき、モー
タ１及びXYテーブル２の特性G1（ｓ）が被制御対象模擬
回路７の特性 と同じであれば、テーブル位置ｘはモデル位置xMと一致
し最適な応答が得られる。なお、時刻t0からt1までの期
間は模擬補償回路６のリミツタのため、目標電圧vRが最
大電圧vMAXを超えないようになつている。また、G
1（ｓ）がG1（ｓ）と異なつている場合には第３図のよ
うに位置偏差εを生じる。しかし、出力補償回路８の特
性K1（ｓ）のゲインは大きいので、フイードバツク制御
により位置偏差εを極めて小さくできる。この結果、印
加電圧ｖは目標電圧vRとわずかに異なるが、テーブル位
置ｘをモデル位置xMにほぼ一致させることができる。一
般に、位置指令値xRに対する応答を最適にするとロバス
ト性が低下する場合がある。しかし、本発明によればモ
デル位置xMとテーブル位置ｘの差により補償できるので
ロバスト性も向上させることができる。
電圧vRも第３図に示すように変化する。このとき、モー
タ１及びXYテーブル２の特性G1（ｓ）が被制御対象模擬
回路７の特性 と同じであれば、テーブル位置ｘはモデル位置xMと一致
し最適な応答が得られる。なお、時刻t0からt1までの期
間は模擬補償回路６のリミツタのため、目標電圧vRが最
大電圧vMAXを超えないようになつている。また、G
1（ｓ）がG1（ｓ）と異なつている場合には第３図のよ
うに位置偏差εを生じる。しかし、出力補償回路８の特
性K1（ｓ）のゲインは大きいので、フイードバツク制御
により位置偏差εを極めて小さくできる。この結果、印
加電圧ｖは目標電圧vRとわずかに異なるが、テーブル位
置ｘをモデル位置xMにほぼ一致させることができる。一
般に、位置指令値xRに対する応答を最適にするとロバス
ト性が低下する場合がある。しかし、本発明によればモ
デル位置xMとテーブル位置ｘの差により補償できるので
ロバスト性も向上させることができる。
第４図に本発明の他の実施例を示す。第４図の実施例は
電流制御をマイナーループとする一般的な速度制御系を
被制御対象の内部に含んだときの例である。つまり、第
４図は被制御対象を速度指令ω＊からテーブル位置ｘま
での特性としている。
電流制御をマイナーループとする一般的な速度制御系を
被制御対象の内部に含んだときの例である。つまり、第
４図は被制御対象を速度指令ω＊からテーブル位置ｘま
での特性としている。
第４図において速度検出器９により得られるテーブル速
度ωをフイードバツクして速度制御回路10で電流指令ｉ
＊を演算する。電流制御回路12は電流指令ｉ＊と電流検
出器11から検出されるモータ電流ｉとの差によりモータ
１の印加電圧ｖを制御する、第４図は電流制御系をマイ
ナーループとして含む一般的な速度制御系である。
度ωをフイードバツクして速度制御回路10で電流指令ｉ
＊を演算する。電流制御回路12は電流指令ｉ＊と電流検
出器11から検出されるモータ電流ｉとの差によりモータ
１の印加電圧ｖを制御する、第４図は電流制御系をマイ
ナーループとして含む一般的な速度制御系である。
第４図の実施例においては模擬フイードバツク制御装置
5aにおける被制御対象模擬回路7aは速度指令ω＊からテ
ーブル位置ｘまでの特性を模擬したものになつている。
したがつて、模擬補償回路6aは被制御対象模擬回路7aに
対して、位置指令値xRからモデル位置xMへのサーボ特性
が最適になるようにその定数を定められる。
5aにおける被制御対象模擬回路7aは速度指令ω＊からテ
ーブル位置ｘまでの特性を模擬したものになつている。
したがつて、模擬補償回路6aは被制御対象模擬回路7aに
対して、位置指令値xRからモデル位置xMへのサーボ特性
が最適になるようにその定数を定められる。
第４図の実施例においても第１図の実施例と同様に位置
偏差εを用いて出力補償回路8aによつてフイードバツク
制御を行うことで、位置偏差εをより小さくできる。そ
の際に、モータ１やXYテーブル２における定数の変化や
制御系の外乱は速度制御系によりある程度補償できるの
で、被制御対象模擬回路7aの特性を被制御対象のそれに
近づけることができる。したがつて、第４図の実施例に
よれば、制御系のロバスト性をさらに向上させることが
できる。
偏差εを用いて出力補償回路8aによつてフイードバツク
制御を行うことで、位置偏差εをより小さくできる。そ
の際に、モータ１やXYテーブル２における定数の変化や
制御系の外乱は速度制御系によりある程度補償できるの
で、被制御対象模擬回路7aの特性を被制御対象のそれに
近づけることができる。したがつて、第４図の実施例に
よれば、制御系のロバスト性をさらに向上させることが
できる。
第５図に他の実施例を示す。第５図が第４図と異なるの
は、目標速度ωＲの代りに目標電流iRと、モデル速度ω
Ｍとテーブル速度ωの速度偏差とを用いて電流指令ｉ＊
を決定するようにした点である。なお、模擬フイードバ
ツク制御装置5bにおいて、被制御対象模擬回路7bは電流
指令ｉ＊からテーブル速度ωまでの特性を模擬した電流
速度模擬回路13と、テーブル速度ωからテーブル位置ｘ
までの特性を模擬した位置模擬回路14とから構成され
る。第１の模擬補償回路6bは位置指令値xRとモデル位置
xMの差により目標速度ωＲを演算し、第２の模擬補償回
路6cは目標速度ωＲと電流速度模擬回路13で得られるモ
デル速度ωＭの差により目標電流iRを演算する。これに
より、被制御対象模擬回路7bの特性が明らかなので、モ
デル位置xMだけでなく、モデル速度ωＭもサーボ特性に
対して最適になるように模擬補償回路の補償ゲインを決
定できる。このモデル速度ωＭとテーブル速度ωの差
を、この実施例の状態補償回路である速度補償回路15に
加えることによつてテーブル速度ωはほぼモデル速度ω
Ｍに一致させることができる。
は、目標速度ωＲの代りに目標電流iRと、モデル速度ω
Ｍとテーブル速度ωの速度偏差とを用いて電流指令ｉ＊
を決定するようにした点である。なお、模擬フイードバ
ツク制御装置5bにおいて、被制御対象模擬回路7bは電流
指令ｉ＊からテーブル速度ωまでの特性を模擬した電流
速度模擬回路13と、テーブル速度ωからテーブル位置ｘ
までの特性を模擬した位置模擬回路14とから構成され
る。第１の模擬補償回路6bは位置指令値xRとモデル位置
xMの差により目標速度ωＲを演算し、第２の模擬補償回
路6cは目標速度ωＲと電流速度模擬回路13で得られるモ
デル速度ωＭの差により目標電流iRを演算する。これに
より、被制御対象模擬回路7bの特性が明らかなので、モ
デル位置xMだけでなく、モデル速度ωＭもサーボ特性に
対して最適になるように模擬補償回路の補償ゲインを決
定できる。このモデル速度ωＭとテーブル速度ωの差
を、この実施例の状態補償回路である速度補償回路15に
加えることによつてテーブル速度ωはほぼモデル速度ω
Ｍに一致させることができる。
したがつて、第５図の実施例によれば、模擬フイードバ
ツク制御装置5bにおいて位置制御だけでなく速度制御ま
で最適にできるのでロバスト性を保持したまま応答性を
さらに向上できる。
ツク制御装置5bにおいて位置制御だけでなく速度制御ま
で最適にできるのでロバスト性を保持したまま応答性を
さらに向上できる。
第６図に本発明の他の実施例を示す。
第６図の実施例は第５図に示した実施例における考え方
を電流制御系にまで拡張したものである。第６図におい
ては被制御対象がモータ１の印加電圧ｖからテーブル位
置ｘまでとなる。第６図の被制御対象模擬回路７は第１
図と同じものになる。
を電流制御系にまで拡張したものである。第６図におい
ては被制御対象がモータ１の印加電圧ｖからテーブル位
置ｘまでとなる。第６図の被制御対象模擬回路７は第１
図と同じものになる。
第６図の実施例については第５図と異なる部分について
説明する。
説明する。
第２の制御模擬回路6cで得られた目標電流iRと後述する
モデル電流iMとの差によつて第３の制御模擬回路6dで目
標電圧vRが演算される。目標電圧vRを入力する被制御対
象模擬回路７は３つの回路から構成される。つまり、モ
ータの印加電圧ｖからモータ電流ｉまでの特性を模擬し
た電流模擬回路16、モータ電流ｉからテーブル速度ωま
での特性を模擬した速度模擬回路17およびテーブル速度
ωからテーブル位置ｘまでの特性を模擬した位置模擬回
路14とから構成される。電流模擬回路16は目標電圧vRを
入力すると、モデル電流iMを演算する。これにより、第
３の制御模擬回路6dにおいて、サーボ特性に対して最適
な電流制御系の定数を決定することができる。
モデル電流iMとの差によつて第３の制御模擬回路6dで目
標電圧vRが演算される。目標電圧vRを入力する被制御対
象模擬回路７は３つの回路から構成される。つまり、モ
ータの印加電圧ｖからモータ電流ｉまでの特性を模擬し
た電流模擬回路16、モータ電流ｉからテーブル速度ωま
での特性を模擬した速度模擬回路17およびテーブル速度
ωからテーブル位置ｘまでの特性を模擬した位置模擬回
路14とから構成される。電流模擬回路16は目標電圧vRを
入力すると、モデル電流iMを演算する。これにより、第
３の制御模擬回路6dにおいて、サーボ特性に対して最適
な電流制御系の定数を決定することができる。
また、第６図の実施例はモデル電流iMとモータ電流ｉと
の差に、速度補償回路15から得られる速度補償信号ｉε
を加えたものを電流補償回路18の入力としている。その
結果として得られる電流補償信号ｖεと目標電圧vRとを
加算したものをモータの印加電圧ｖとしている。
の差に、速度補償回路15から得られる速度補償信号ｉε
を加えたものを電流補償回路18の入力としている。その
結果として得られる電流補償信号ｖεと目標電圧vRとを
加算したものをモータの印加電圧ｖとしている。
したがつて、第６図の実施例によれば、第５図に実施例
の特長に加えて、さらに電流制御系に対する応答性の向
上とロバスト性の確保も可能である。
の特長に加えて、さらに電流制御系に対する応答性の向
上とロバスト性の確保も可能である。
なお、第６図の模擬フイードバツク制御装置5cにおける
電流制御系と速度模擬回路17が第５図の電流速度模擬回
路13に相当する。
電流制御系と速度模擬回路17が第５図の電流速度模擬回
路13に相当する。
〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によればサーボ特性とレギユ
レータ特性の定数をそれぞれ独立に決定できる２自由度
制御系を構成できるのでサーボ特性及とレギユレータ特
性を簡単に設計することができる。さらに、制御系のロ
バスト性を向上することができる。
レータ特性の定数をそれぞれ独立に決定できる２自由度
制御系を構成できるのでサーボ特性及とレギユレータ特
性を簡単に設計することができる。さらに、制御系のロ
バスト性を向上することができる。
なお、以上説明した実施例はXYテーブルの位置制御に適
用した場合について述べたが、ロボツト,NC工作機械な
どについても適用できる。また、位置制御と同様の考え
方ができる制御系であれば、速度制御装置や、プラント
の制御装置にも応用することができる。また、電動機の
電流とトルクは比例関係にあることは周知のことより、
本願実施例の電流のフィードバック制御系の代わりにト
ルクのフィードバック制御系を用いても同様な効果が得
られる。さらに、上述の実施例はアナログ制御回路で構
成した場合について述べたが、マイクロプロセツサを用
いたデイジタル制御回路でも構成できることは勿論であ
る。
用した場合について述べたが、ロボツト,NC工作機械な
どについても適用できる。また、位置制御と同様の考え
方ができる制御系であれば、速度制御装置や、プラント
の制御装置にも応用することができる。また、電動機の
電流とトルクは比例関係にあることは周知のことより、
本願実施例の電流のフィードバック制御系の代わりにト
ルクのフィードバック制御系を用いても同様な効果が得
られる。さらに、上述の実施例はアナログ制御回路で構
成した場合について述べたが、マイクロプロセツサを用
いたデイジタル制御回路でも構成できることは勿論であ
る。
第１図は本発明の一実施例を構成図、第２図は第１図に
おける伝達関数を示すブロツク図、第３図はステツプ応
答特性図、第４〜６図はそれぞれ本発明の他の実施例を
示す構成図である。 １……モータ、２……XYテーブル、３……位置検出器、
４……指令装置、５……模擬フイードバツク制御装置、
６……模擬補償回路、７……被制御対象模擬回路、８…
…出力補償回路、９……速度検出器、10……速度制御回
路、11……電流検出器、12……電流制御回路、13……電
流速度模擬回路、14……位置模擬回路、15……速度補償
回路、16……電流模擬回路、17……速度模擬回路、18…
…電流補償回路。
おける伝達関数を示すブロツク図、第３図はステツプ応
答特性図、第４〜６図はそれぞれ本発明の他の実施例を
示す構成図である。 １……モータ、２……XYテーブル、３……位置検出器、
４……指令装置、５……模擬フイードバツク制御装置、
６……模擬補償回路、７……被制御対象模擬回路、８…
…出力補償回路、９……速度検出器、10……速度制御回
路、11……電流検出器、12……電流制御回路、13……電
流速度模擬回路、14……位置模擬回路、15……速度補償
回路、16……電流模擬回路、17……速度模擬回路、18…
…電流補償回路。
Claims (2)
- 【請求項１】被制御対象の状態量を検出した検出値
（ｘ）をフィードバックし、その検出値が制御指令値
（xM）になるように出力補償回路（８）からの出力補償
信号（ｖε）に基づく量を制御量（ｖ）として被制御対
象を制御するフィードバック制御系で構成されてなる自
動制御装置において、 前記制御指令値（xM）に対応し、その元になる指令値
（xR）を発生する指令発生手段（４）と、 前記指令値（xR）を入力として前記制御指令値（xM）を
生成する模擬フィードバック制御装置（５）を備え、 該模擬フィードバック制御装置は、模擬補償回路（６）
と前記被制御対象の前記制御量（ｖ）から検出した前記
状態検出値（ｘ）までの特性を模擬した被制御対象模擬
回路（７）からなり、該模擬補償回路には前記指令値
（xR）と前記制御指令値（xM）との偏差（εＭ）が入力
されて該被制御対象模擬回路へ入力する模擬入力信号
（VR）が出力され、該被制御対象模擬回路には該模擬入
力信号（VR）が入力されて前記制御指令値（xM）が出力
され、 前記模擬入力信号（VR）は、前記出力補償信号（ｖε）
に加算されて前記制御量（ｖ）が決定されること を特徴とする自動制御装置。 - 【請求項２】被制御対象の位置を検出した検出値（ｘ）
が制御位置指令値（xM）になるように被制御対象を位置
制御するフィードバック制御系であって、その制御系内
のマイナループに速度と電流若しくはそれに比例するト
ルクのフィードバック制御系を有する自動制御装置にお
いて、 前記被制御対象の位置（ｘ）と速度（ω）及び電流
（ｉ）若しくはこれに比例するトルクの状態量を検出す
る状態検出手段と、 前記制御位置指令値（xM）に対応しその元になる位置指
令値（xR）を発生する位置指令発生手段（４）と、 前記位置指令値（xR）を入力として前記制御位置指令値
（xM）を生成する模擬フィードバック制御装置（5b）を
備え、 該模擬フィードバック制御装置は、２つの模擬補償回路
（6b,6c）、及び前記被制御対象の電流制御量（ｉ）か
ら前記検出される速度と位置の状態検出値（ω,x）まで
の特性を模擬した電流速度模擬回路（13）と位置模擬回
路（14）とを有する被制御対象模擬回路（7b）からな
り、 前記模擬補償回路を構成する第１の模擬補償回路（6b）
には、前記位置指令値（xR）と前記制御位置指令値
（xM）との偏差（εＭ）が入力されて目標速度指令値
（ωＲ）が生成され、前記模擬補償回路を構成する第２
の模擬補償回路（6c）には、該目標速度指令値（ωＲ）
と前記被制御対象模擬回路（7b）内の電流速度模擬回路
（13）より得られる制御速度指令値（ωＭ）との偏差が
入力されて目標電流指令値（iR）が生成され、前記電流
速度模擬回路（13）には、前記目標電流指令値（iR）が
入力されて前記制御速度指令値（ωＭ）が生成され、前
記位置模擬回路（14）には前記制御速度指令値（ωＭ）
が入力されて前記制御位置指令値（xM）が生成され、 前記目標電流指令値（iR）と前記制御速度指令値
（ωＭ）は、前記被制御対象を位置制御するフィードバ
ック制御系内のマイナループである速度と電流のフィー
ドバック制御系の速度と電流の指令値にそれぞれ加算さ
れて制御系の指令値が決定されること を特徴とする自動制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5921086A JPH0721724B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 自動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5921086A JPH0721724B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 自動制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62217304A JPS62217304A (ja) | 1987-09-24 |
| JPH0721724B2 true JPH0721724B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=13106811
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5921086A Expired - Lifetime JPH0721724B2 (ja) | 1986-03-19 | 1986-03-19 | 自動制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0721724B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004034163A1 (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-22 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 最適指令作成装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2609621B2 (ja) * | 1987-08-28 | 1997-05-14 | 株式会社日立製作所 | 制御装置 |
| JP2672539B2 (ja) * | 1987-12-29 | 1997-11-05 | 株式会社日立製作所 | 自動制御装置 |
| JP2677742B2 (ja) * | 1992-09-10 | 1997-11-17 | 東洋電機製造株式会社 | 自動制御装置 |
| JP5181810B2 (ja) * | 2008-04-30 | 2013-04-10 | 新日鐵住金株式会社 | 連続鋳造機におけるピンチロールの速度制御装置 |
| JP4540727B2 (ja) | 2008-07-31 | 2010-09-08 | 山洋電気株式会社 | モータ制御装置 |
-
1986
- 1986-03-19 JP JP5921086A patent/JPH0721724B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004034163A1 (ja) * | 2002-10-08 | 2004-04-22 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | 最適指令作成装置 |
| CN100347619C (zh) * | 2002-10-08 | 2007-11-07 | 株式会社安川电机 | 最佳指令生成装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62217304A (ja) | 1987-09-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4663703A (en) | Predictive model reference adaptive controller | |
| Renton et al. | High speed servo control of multi-axis machine tools | |
| US6157156A (en) | Motor controller | |
| US5495158A (en) | Apparatus and method used with AC motors for controlling motor operation | |
| US5063335A (en) | Two-input control with independent proportional and integral gains for velocity error and velocity feedforward including velocity command limiting | |
| JP6281751B2 (ja) | 位置制御システム | |
| WO1992014195A1 (fr) | Amortisseur d'oscillations | |
| JPH0721724B2 (ja) | 自動制御装置 | |
| JPH09131087A (ja) | サーボ系の制御ゲイン調整装置およびその調整方法 | |
| JP3214270B2 (ja) | 電動機の速度制御装置並びに速度及び位置制御装置 | |
| WO1993010489A1 (fr) | Procede pour commander des servomoteurs | |
| JP2672539B2 (ja) | 自動制御装置 | |
| JP3582541B2 (ja) | スライディングモード制御による位置決め制御方法 | |
| JPH03122701A (ja) | セルフチューニング方法 | |
| JP2588202B2 (ja) | Ｐｉｄ制御装置 | |
| JPH0769723B2 (ja) | プロセス制御装置 | |
| JPH09158761A (ja) | 機関の燃料制御装置 | |
| JPS6338959B2 (ja) | ||
| JPH06276774A (ja) | 電動機の位置決め制御方法 | |
| JPS6217762B2 (ja) | ||
| JP3600025B2 (ja) | 形状測定装置 | |
| JPH01303084A (ja) | デジタルサーボ制御方法 | |
| JPH0769732B2 (ja) | 数値制御方法 | |
| JPH02219482A (ja) | サーボモータの制御装置 | |
| KR830000317B1 (ko) | 폐쇄루우프형 수치제어 공작기계의 위치제어 시스템 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |