JPH07230320A - Servo control device - Google Patents

Servo control device

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Publication number
JPH07230320A
JPH07230320A JP4326194A JP4326194A JPH07230320A JP H07230320 A JPH07230320 A JP H07230320A JP 4326194 A JP4326194 A JP 4326194A JP 4326194 A JP4326194 A JP 4326194A JP H07230320 A JPH07230320 A JP H07230320A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
value
command value
integral
compensator
changing
Prior art date
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Pending
Application number
JP4326194A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hirohito Ito
博仁 伊藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to JP4326194A priority Critical patent/JPH07230320A/en
Publication of JPH07230320A publication Critical patent/JPH07230320A/en
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  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Container, Conveyance, Adherence, Positioning, Of Wafer (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ゲインや制御量の変更時に生じる制御対象の
振動を防止し、位置決め時間を短縮する。 【構成】 少なくとも1つ以上の積分補償器2およびそ
の他の種類の補償器3を有し、目標値信号Prと制御対
象1の制御量の信号Pとの偏差信号eを入力として制御
対象に対する指令値uを出力する補償手段と、この補償
手段における各補償器のゲインもしくは制御量種類を変
更する変更手段4とを備えたサーボ制御装置において、
前記変更手段による変更直前および直後に前記補償手段
が出力する指令値がほぼ一致するように、前記積分補償
器に保持されている積分値を補正する積分値補正手段5
1,6とを具備する。
(57) [Summary] [Purpose] To prevent the vibration of the controlled object that occurs when changing the gain or control amount, and shorten the positioning time. [Configuration] At least one integral compensator 2 and other types of compensators 3 are provided, and a command to a control target is given with a deviation signal e between a target value signal Pr and a control amount signal P of the control target 1 as an input. In a servo control device comprising a compensating means for outputting a value u, and a changing means 4 for changing the gain or control amount type of each compensator in the compensating means,
An integral value correcting means 5 for correcting the integral value held in the integral compensator so that the command values output by the compensating means substantially match immediately before and immediately after the changing by the changing means.
1 and 6 are provided.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】半導体焼き付け装置や、工作機械
のXYテーブルなどに用いられて、高速かつ高精度な位
置決めを必要とされるサーボ制御装置に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo controller which is used in a semiconductor printing apparatus, an XY table of a machine tool, or the like and which requires high-speed and highly accurate positioning.

【0002】[0002]

【従来の技術】高速かつ高精度な位置決めが要求される
サーボ制御装置においては、制御の目的に応じてゲイン
を変更したり、制御量を変更したりといったことが頻繁
に行われる。例えば、速度制御中において、加速時・等
速時・減速時等で補償器のゲインを変更したり、位置制
御中においても偏差にしたがってゲインを変更するとい
うことが行われる。また、速度制御と位置制御を併用し
た制御方式が多く用いられる。これは、停止状態から目
標位置近傍までの大移動には高速度の移動が可能な速度
制御を用い、目標位置近傍での正確な位置決めには位置
制御を用いる手法である。この場合、速度制御から位置
制御への切り換え時、また位置制御から速度制御への切
り換え時に各補償器への入力の切り換えとゲインの変更
が行われる。
2. Description of the Related Art In a servo control device that requires high-speed and highly accurate positioning, it is frequently necessary to change the gain or the control amount according to the purpose of control. For example, during speed control, the gain of the compensator is changed at the time of acceleration, constant speed, deceleration, etc., and the gain is changed according to the deviation even during position control. In addition, a control method using both speed control and position control is often used. This is a method that uses speed control capable of moving at a high speed for a large movement from a stopped state to near the target position, and uses position control for accurate positioning near the target position. In this case, the input to each compensator and the gain are changed at the time of switching from the speed control to the position control and at the time of switching from the position control to the speed control.

【0003】一方、通常のサーボ制御装置には、定常偏
差をゼロにするために少なくとも1つ以上の積分補償器
が含まれている。積分補償器は現在まで積分補償器に入
力された値の積分値を保持するメモリ機能を有してい
る。しかし速度制御と位置制御の切り換え時など、積分
器への入力が変わった場合には、それまで保持していた
値は意味をなさなくなってしまう。そこで、このような
場合には積分値をゼロにリセットすることが行われる。
On the other hand, a normal servo control device includes at least one integral compensator for making the steady deviation zero. The integral compensator has a memory function of holding the integral value of the values input to the integral compensator up to the present. However, when the input to the integrator is changed, such as when switching between speed control and position control, the value held until then becomes meaningless. Therefore, in such a case, the integrated value is reset to zero.

【0004】図10は従来のサーボ制御装置のブロック
線図である。制御対象1の制御量(位置あるいは速度)
については、図示されない検出器によって検出される目
標値との差が取られて各補償器に入力される。補償器
は、積分補償器2、比例補償器31、微分補償器32か
らなり、PID制御により制御対象1への指令値が決定
される。各補償器のゲインはゲイン変更手段4により必
要に応じて変更することができる。図11はゲイン変更
時の指令値の時間的変化を示すグラフである。
FIG. 10 is a block diagram of a conventional servo controller. Control amount of controlled object 1 (position or speed)
2) is subtracted from a target value detected by a detector (not shown) and input to each compensator. The compensator comprises an integral compensator 2, a proportional compensator 31, and a differential compensator 32, and the command value for the controlled object 1 is determined by PID control. The gain of each compensator can be changed by the gain changing means 4 as needed. FIG. 11 is a graph showing the change over time in the command value when changing the gain.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ゲイン
の変化が大きい場合は、図11に示すように、ゲイン変
更によりその前後で指令値の値が急激に変化し、制御対
象を振動させる場合があった。また、制御量の切り換え
(速度制御と位置制御の切り換え等)時には、ゲインの
変更に加えて、各補償器への入力が変化し、積分器に保
持された値もゼロにリセットされるため、指令値の変化
はさらに大きくなることが多い。指令値の急激な変化に
は広い帯域にわたって様々な周波数成分が含まれてお
り、これが制御対象の固有振動と共振を起こし、制御対
象を振動させてしまい、位置決め時間が延びる原因とな
っていた。
However, when the change in the gain is large, as shown in FIG. 11, the value of the command value may change abruptly before and after the change in the gain, causing the controlled object to vibrate. It was Also, when switching the control amount (switching between speed control and position control, etc.), in addition to changing the gain, the input to each compensator changes and the value held in the integrator is also reset to zero. The change in the command value is often even greater. The abrupt change of the command value includes various frequency components over a wide band, and this causes resonance with the natural vibration of the controlled object, vibrates the controlled object, and is a cause of extending the positioning time.

【0006】一方、積分補償器以外の補償器は現在の制
御対象の状態とゲインからその時点で妥当な指令値を決
定する。しかしながら、積分補償器に保持されている積
分値は、変更前のゲインと制御量、現在までの制御対象
の挙動により左右されるため、変更後のゲイン、制御量
に対して適切な値を持っている保証はない。また制御量
変更の場合にはゼロにリセットされるが、これもそれま
での積分値が意味をなさないということによる便宜上の
措置であり、変更後のゲイン、制御量に対して適切な値
であるという保証はない。このため、積分値が変更され
た後のゲインと制御量に対して適切な値に収束するまで
時間がかかり、これも位置決め時間延長の原因となって
いた。
On the other hand, compensators other than the integral compensator determine an appropriate command value at that time from the current state of the controlled object and the gain. However, since the integral value held in the integral compensator depends on the gain and control amount before change and the behavior of the controlled object up to the present, it has an appropriate value for the gain and control amount after change. There is no guarantee. Also, when the control amount is changed, it is reset to zero, but this is also a convenient measure because the integrated value up to that point does not make sense, and it is an appropriate value for the changed gain and control amount. There is no guarantee that it will. For this reason, it takes time to converge to an appropriate value for the gain and the control amount after the integrated value is changed, which also causes the extension of the positioning time.

【0007】本発明の目的は、このような従来技術の問
題点に鑑み、サーボ制御装置において、ゲインや制御量
の変更時に生じる制御対象の振動を防止し、位置決め時
間を短縮することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems of the prior art, an object of the present invention is to prevent the vibration of the controlled object that occurs when the gain or the control amount is changed, and shorten the positioning time in the servo control device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
本発明では、少なくとも1つ以上の積分補償器およびそ
の他の種類の補償器を有し、目標値信号と制御対象の制
御量の信号との偏差信号を入力として制御対象に対する
指令値を出力する補償手段と、この補償手段における各
補償器のゲインもしくは制御量種類を変更する変更手段
とを備えたサーボ制御装置において、前記変更手段によ
る変更直前および直後に前記補償手段が出力する指令値
がほぼ一致するように、前記積分補償器に保持されてい
る積分値を補正する積分値補正手段とを具備することを
特徴とする。
In order to achieve this object, the present invention has at least one or more integral compensators and compensators of other types, and provides a target value signal and a signal of a controlled variable to be controlled. In the servo control device, the compensating means outputs the command value for the controlled object by inputting the deviation signal and the changing means for changing the gain or control amount type of each compensator in the compensating means. Integral value correcting means for correcting the integrated value held in the integral compensator is provided so that the command values output by the compensating means are matched immediately before and immediately after.

【0009】積分値補正するための手段としては、例え
ば、前記変更手段による変更直前に前記補償手段が出力
する指令値を保持する指令値保持手段と、これによって
保持された指令値と前記変更手段による変更直後に前記
補償手段が出力する指令値とに基づき、これら変更前後
における指令値がほぼ一致するように、前記積分補償器
に保持されている積分値を補正する積分値補正手段とを
有するもの、あるいは前記変更手段による変更前の指令
値に基づいて変更直後の指令値を生成する指令値生成手
段と、これによって生成された指令値と前記変更手段に
よる変更直後に前記補償手段が出力する指令値とに基づ
き、これら変更前後における指令値がほぼ一致するよう
に、前記積分補償器に保持されている積分値を補正する
積分値補正手段とを有するものが該当する。これらの場
合、前記指令値保持手段が保持している指令値、あるい
は前記指令値生成手段が生成する指令値を、前記変更手
段による変更直後における前記制御対象に対する指令値
とする手段を備えるようにしてもよい。
As means for correcting the integral value, for example, command value holding means for holding the command value output by the compensating means immediately before the change by the changing means, and the command value held thereby and the changing means. Based on the command value output by the compensating means immediately after the change by, the integral value correcting means for correcting the integrated value held in the integral compensator so that the command values before and after the change substantially match. Or a command value generating means for generating a command value immediately after the change based on the command value before the change by the changing means, and the command value generated thereby and the compensating means immediately after the change by the changing means. Integral value correcting means for correcting the integral value held in the integral compensator based on the instruction value so that the instruction values before and after the change substantially match. Those having falls. In these cases, there is provided a means for setting the command value held by the command value holding means or the command value generated by the command value generating means as the command value for the controlled object immediately after the change by the changing means. May be.

【0010】[0010]

【作用】本発明によれば、指令値保持手段あるいは指令
値生成手段と積分値補正手段のみの追加による簡単な構
成において、ゲイン等の変更直後の指令値が変更直前の
指令値と概略等しくなるように積分器に保持された値が
補正されるため、ゲイン等の変更が行われた場合に発生
する指令値の急激な変化が抑制され、制御対象の振動が
防止される。また、制御対象の状態が同じであれば、ゲ
インや制御量に関わらず指令値は同じ筈である。したが
って、ゲイン等の変更直後の指令値がゲイン等の変更直
前の指令値と概略等しくなるように積分器に保持された
値を補正することは、ゲインや制御量変更前までの積分
値に影響されず、ゲインや制御量の変更後の状態に適切
である値に積分値を補正するということである。このた
め、積分値の収束にかかる時間が短縮され、位置決め時
間の短縮が図られる。
According to the present invention, the command value immediately after the change of the gain or the like is substantially equal to the command value immediately before the change in the simple structure by adding only the command value holding means or the command value generating means and the integral value correcting means. Since the value held in the integrator is corrected as described above, a rapid change in the command value that occurs when the gain or the like is changed is suppressed, and the vibration of the controlled object is prevented. Further, if the state of the controlled object is the same, the command value should be the same regardless of the gain and the control amount. Therefore, correcting the value held in the integrator so that the command value immediately after changing the gain etc. is approximately equal to the command value immediately before changing the gain etc. will affect the integrated value before changing the gain or control amount. Instead, the integral value is corrected to a value that is appropriate for the state after the change of the gain or control amount. Therefore, the time required for convergence of the integrated value is shortened, and the positioning time is shortened.

【0011】[0011]

【実施例】【Example】

(実施例1)図1は本発明の第1の実施例に係るサーボ
制御装置のブロック線図である。この装置は、制御対象
1の制御量(位置あるいは速度)Pが図示されない検出
器によって検出され、その目標値Prとの差eが各補償
器に入力されるようになっている。補償器は、積分補償
器2、比例補償器31、微分補償器32からなり、PI
D制御により制御対象1への指令値が決定される。各補
償器のゲインはゲイン変更手段4により変更することが
できる。指令値保持手段51は、各補償器によって決定
された指令値を保持しており、必要に応じて積分値補正
手段6に出力する。積分値補正手段6では、指令値保持
手段51の値と、現在の指令値を比較することによって
積分値を決定し、積分補償器2に保持されている積分値
を補正する。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a block diagram of a servo controller according to a first embodiment of the present invention. In this device, the control amount (position or speed) P of the controlled object 1 is detected by a detector (not shown), and the difference e from the target value Pr is input to each compensator. The compensator comprises an integral compensator 2, a proportional compensator 31, and a differential compensator 32.
The command value to the controlled object 1 is determined by the D control. The gain of each compensator can be changed by the gain changing means 4. The command value holding means 51 holds the command value determined by each compensator, and outputs it to the integral value correction means 6 as necessary. The integral value correcting means 6 determines the integral value by comparing the value of the instruction value holding means 51 with the current instruction value, and corrects the integral value held in the integral compensator 2.

【0012】図2は本装置においてゲイン変更が行われ
るサンプリング期間におけるフローチャートである。
今、ゲイン変更が行われる直前のサンプリング期間での
指令値u(t−1)が、指令値保持手段51に保持され
ている。そして、ゲイン変更が行われるサンプリング期
間の最初に各補償器のゲインの変更が行われる。あるい
はその直前のサンプリング期間の最後にゲインの変更を
行っておいてもよい。ゲイン変更後、制御対象1の制御
量Pと目標値Prが各補償器に読み込まれ、各補償器に
よって指令値u(t)が計算される。このとき、積分器
では入力値に基づいて積分値の更新が行われ、新しい積
分値i(t)が設定される。この指令値u(t)と、指
令値保持手段51によって保持されていた直前のサンプ
リング期間での指令値u(t−1)が、積分値補正手段
6に読み込まれ、補正後の積分値を用いて計算された指
令値u(t)が指令値保持手段51によって保持されて
いた直前のサンプリング期間での指令値u(t−1)と
等しくなるように積分値が補正される。さらにこのサン
プリング期間での指令値としては、指令値保持手段51
によって保持されていた直前のサンプリング期間での指
令値u(t−1)が出力される。
FIG. 2 is a flow chart during the sampling period when the gain is changed in this apparatus.
Now, the command value u (t-1) in the sampling period immediately before the gain change is held in the command value holding means 51. Then, the gain of each compensator is changed at the beginning of the sampling period in which the gain is changed. Alternatively, the gain may be changed at the end of the sampling period immediately before that. After changing the gain, the control amount P and the target value Pr of the controlled object 1 are read into each compensator, and the command value u (t) is calculated by each compensator. At this time, the integrator updates the integrated value based on the input value and sets a new integrated value i (t). The command value u (t) and the command value u (t-1) in the immediately preceding sampling period held by the command value holding means 51 are read by the integral value correcting means 6 and the corrected integral value is calculated. The integral value is corrected so that the command value u (t) calculated by using the command value u (t) becomes equal to the command value u (t-1) in the immediately preceding sampling period held by the command value holding means 51. Further, as the command value in this sampling period, the command value holding means 51
The command value u (t-1) in the immediately previous sampling period held by is output.

【0013】積分値補正手段6で行われる補正方法は、
積分補償器2が保持する積分値により異なる。第1に、
積分補償器2が入力された偏差eの積分値を保持してい
る場合には、 i′(t)=i(t)−(u(t)−u(t−1))/ki (式1) によって補正された積分値i′(t)が決定される。こ
こで、kiは変更された後の積分ゲインである。第2
に、積分補償器2が偏差eにゲインを乗じたものの積分
値を保持している場合には、 i′(t)=i(t)−(u(t)−u(t−1)) (式2) によって補正された積分値i′(t)が決定される。
The correction method performed by the integral value correction means 6 is as follows.
It depends on the integral value held by the integral compensator 2. First,
When the integral compensator 2 holds the input integrated value of the deviation e, i ′ (t) = i (t) − (u (t) −u (t−1)) / ki (equation The integrated value i '(t) corrected by 1) is determined. Here, ki is the integral gain after the change. Second
In addition, when the integral compensator 2 holds the integrated value of the deviation e multiplied by the gain, i '(t) = i (t)-(u (t) -u (t-1)) The integrated value i '(t) corrected by (Equation 2) is determined.

【0014】ゲインの変更と同時に制御量の変更(速度
制御と位置制御の切り換えなど)が行われた場合でも、
全く同じ手順により積分値が補正される。
Even when the control amount is changed at the same time as the gain is changed (speed control and position control are switched),
The integral value is corrected by the exact same procedure.

【0015】急激に変化した指令値uには、広い帯域に
わたって様々な周波数成分が含まれており、これが制御
対象1の固有振動と共振を起こし、制御対象1を振動さ
せてしまう。しかし、このように積分値を補正すること
により、図3に示すように、ゲイン変更や、制御量の変
更の前後で指令値が急激に変化することがなくなり、そ
の結果、制御対象を振動させることもなくなる。
The abruptly changed command value u contains various frequency components over a wide band, and this causes resonance with the natural vibration of the controlled object 1 and vibrates the controlled object 1. However, by correcting the integral value in this way, as shown in FIG. 3, the command value does not suddenly change before and after the gain change and the control amount change, and as a result, the controlled object is vibrated. Things will disappear.

【0016】また、ゲイン変更直後の指令値がゲイン変
更直前の指令値と等しくなるように積分器に保持された
値を補正することにより、ゲイン・制御量変更後の状態
に適切である値に積分値が収束する時間が省けるため、
位置決め時間の短縮を図ることができる。
Further, by correcting the value held in the integrator so that the command value immediately after the gain change becomes equal to the command value immediately before the gain change, a value appropriate for the state after the gain / control amount change is obtained. Since the time for the integrated values to converge can be saved,
The positioning time can be shortened.

【0017】さらに、これらの効果を実現するために追
加すべきは、指令値保持手段51と、前記式1あるいは
式2の演算を行う積分値補正手段6のみである。これら
に要する演算時間はわずかであり、サンプリング期間の
延長はほとんどない。
Furthermore, in order to realize these effects, only the command value holding means 51 and the integral value correction means 6 for performing the calculation of the above equation 1 or 2 should be added. The calculation time required for these is short, and the sampling period is hardly extended.

【0018】(実施例2)図4は本発明の第2の実施例
に係るサーボ制御装置のブロック線図である。指令値保
持手段51に代わり、過去の指令値から現サンプリング
期間における指令値を推定する指令値推定手段52を有
する点が、実施例1と異なる。積分値補正手段6では指
令値推定手段52により推定された指令値と、現在の指
令値を比較することによって積分値を決定し、積分補償
器2に保持されている積分値を補正する。
(Embodiment 2) FIG. 4 is a block diagram of a servo controller according to a second embodiment of the present invention. It differs from the first embodiment in that the command value holding means 51 is replaced by a command value estimating means 52 for estimating a command value in the current sampling period from a past command value. The integral value correcting means 6 determines the integral value by comparing the command value estimated by the instruction value estimating means 52 with the current command value, and corrects the integral value held in the integral compensator 2.

【0019】図5は本装置においてゲイン変更が行われ
るサンプリング期間におけるフローチャートである。指
令値推定手段52が、ゲイン変更が行われる直前のサン
プリング期間までの指令値から、現サンプリングでの指
令値の推定値us(t)を推定する点が実施例1と異な
る。そして、ゲイン変更が行われるサンプリング期間の
最初に各補償器のゲインの変更が行われる。あるいはそ
の直前のサンプリング期間の最後にゲインの変更を行っ
ておいてもよい。ゲイン変更後、制御対象1の制御量P
と目標値Prが読み込まれ、各補償器によって指令値u
(t)が計算される。このとき、積分器では入力値eに
基づいて積分値の更新が行われ、新しい積分値i(t)
が設定される。一方、指令値推定手段52によって現サ
ンプリング期間の指令値の推定値us(t)が推定され
る。この推定は、直前のサンプリング期間において行っ
ておいてもよい。指令値u(t)と、現サンプリング期
間での指令値の推定値us(t)が、積分値補正手段6
に読み込まれ、補正後の積分値を用いて計算された指令
値がus(t)と等しくなるように積分値が補正され
る。さらにこのサンプリング期間での指令値としては、
現サンプリング期間での指令値の推定値us(t)が出
力される。
FIG. 5 is a flow chart during the sampling period when the gain is changed in this apparatus. This is different from the first embodiment in that the command value estimating means 52 estimates the estimated value us (t) of the command value at the current sampling from the command value up to the sampling period immediately before the gain change. Then, the gain of each compensator is changed at the beginning of the sampling period in which the gain is changed. Alternatively, the gain may be changed at the end of the sampling period immediately before that. After changing the gain, the controlled variable P of the controlled object 1
And the target value Pr are read, and the command value u is read by each compensator.
(T) is calculated. At this time, the integrator updates the integrated value based on the input value e, and a new integrated value i (t)
Is set. On the other hand, the command value estimating means 52 estimates the estimated value us (t) of the command value in the current sampling period. This estimation may be performed in the immediately preceding sampling period. The command value u (t) and the estimated value us (t) of the command value in the current sampling period are integrated value correcting means 6
And the integrated value is corrected so that the command value calculated using the corrected integrated value becomes equal to us (t). Furthermore, as the command value in this sampling period,
The estimated value us (t) of the command value in the current sampling period is output.

【0020】積分値補正手段6で行われる補正方法は、
積分補償器2が保持する積分値により異なる。第1に、
積分補償器が入力された偏差の積分値を保持している場
合には、 i′(t)=i(t)−(u(t)−us(t))/ki (式3) によって補正された積分値i′(t)が決定される。こ
こで,kiは変更された後の積分ゲインである。第2
に、積分補償器2が偏差eにゲインを乗じたものの積分
値を保持している場合には、 i′(t)=i(t)−(u(t)−us(t)) (式4) によって補正された積分値i′(t)が決定される。
The correction method performed by the integral value correction means 6 is as follows:
It depends on the integral value held by the integral compensator 2. First,
When the integral compensator holds the input integrated value of the deviation, it is corrected by i '(t) = i (t)-(u (t) -us (t)) / ki (Equation 3) The integrated value i '(t) thus determined is determined. Here, ki is the integral gain after the change. Second
In addition, when the integral compensator 2 holds the integrated value of the deviation e multiplied by the gain, i ′ (t) = i (t) − (u (t) −us (t)) (equation The integrated value i '(t) corrected by 4) is determined.

【0021】ゲインの変更と同時に制御量の変更(速度
制御と位置制御の切り換えなど)が行われた場合でも、
全く同じ手順により積分値が補正される。
Even if the control amount is changed at the same time as the gain is changed (switching between speed control and position control, etc.),
The integral value is corrected by the exact same procedure.

【0022】実施例1では、ゲイン変更が行われるサン
プリング期間と、その直前のサンプリング期間において
同じ指令値が出力される。このため、指令値が変化して
いる最中の場合には、指令値の変化を途切れさせてしま
う。これに対し、実施例2では、指令値の変化を推定す
るため、図6に示すように、より滑らかに指令値を出力
することが可能となる。その一方、推定に要する分だ
け、実施例1より多くの演算時間が必要となる。指令値
の推定には、過去2サンプルの指令値を用いる1次近似
が最も簡単であるが、より多くの指令値を用いてより正
確な推定を行うことも可能である。しかし、その分推定
に要する演算量が増加し、より多くのサンプリング時間
が必要となる。
In the first embodiment, the same command value is output during the sampling period in which the gain is changed and the sampling period immediately before that. Therefore, when the command value is changing, the change of the command value is interrupted. On the other hand, in the second embodiment, since the change in the command value is estimated, the command value can be output more smoothly, as shown in FIG. On the other hand, more computation time is required than in the first embodiment due to the amount required for estimation. In order to estimate the command value, the first-order approximation using the command values of the past two samples is the simplest, but more accurate estimation can be performed by using more command values. However, the amount of calculation required for the estimation increases accordingly, and more sampling time is required.

【0023】(実施例3)図7は本発明の第3の実施例
に係るサーボ制御装置のブロック線図である。指令値保
持手段51に保持されている指令値を出力する経路を有
しない点が実施例1と異なる。
(Embodiment 3) FIG. 7 is a block diagram of a servo controller according to a third embodiment of the present invention. It differs from the first embodiment in that it does not have a path for outputting the command value held in the command value holding means 51.

【0024】図8は本装置におけるゲイン変更が行われ
る直前のサンプリング期間におけるフローチャートであ
る。積分値補正に関わる動作をゲイン変更が行われる直
前のサンプリング期間で行う点が、実施例1と異なる。
ゲイン変更直前のサンプリング期間に制御対象の制御量
Pと目標値Prが読み込まれ、各補償器によって指令値
u(t−1)が計算される。この指令値u(t−1)が
ゲイン変更直前のサンプリング期間での指令値として出
力されるとともに、指令値保持手段51に保持される。
次に各補償器のゲインの変更が行われ、新しいゲインを
用いて指令値u(t)が計算される。制御量の変更を伴
う場合には、変更後の制御量と目標値を用いて指令値u
(t)が計算される。このとき、積分器では積分値の更
新が行われ、新しい積分値i(t)が設定される。この
指令値u(t)と、指令値保持手段51によって保持さ
れていた前サンプリング期間での指令値u(t−1)
が、積分値補正手段6に読み込まれ、補正後の積分値を
用いて計算された指令値が指令値保持手段51によって
保持されていた前サンプリング期間での指令値u(t−
1)と等しくなるように積分値が補正される。補正に用
いられる式は実施例1と同じである。次のサンプリング
期間においては、補正された積分値と変更されたゲイン
を用いて、指令値が計算される。
FIG. 8 is a flow chart in the sampling period immediately before the gain is changed in this apparatus. The difference from the first embodiment is that the operation related to the integral value correction is performed in the sampling period immediately before the gain is changed.
The control amount P and the target value Pr of the controlled object are read in the sampling period immediately before the gain is changed, and the command value u (t-1) is calculated by each compensator. This command value u (t-1) is output as a command value in the sampling period immediately before the gain change and is held in the command value holding means 51.
Next, the gain of each compensator is changed, and the command value u (t) is calculated using the new gain. When the control amount is changed, the command value u is changed using the changed control amount and the target value.
(T) is calculated. At this time, the integrator updates the integrated value and sets a new integrated value i (t). This command value u (t) and the command value u (t-1) in the previous sampling period held by the command value holding means 51.
Is read by the integral value correction means 6 and the command value calculated using the corrected integrated value is held by the command value holding means 51 in the previous sampling period command value u (t-
The integral value is corrected so as to be equal to 1). The formula used for the correction is the same as that in the first embodiment. In the next sampling period, the command value is calculated using the corrected integral value and the changed gain.

【0025】本実施例では、積分値の補正がゲイン変更
の直前のサンプリング期間に行われるため、ゲイン変更
の行われるサンプリング期間では補正された値を用いて
指令値が計算できる。このため、直前のサンプリング期
間での指令値や推定された指令値のような過去の値に基
づく指令値を出力する必要がなく、滑らか且つ現在の制
御量・目標値に基づく指令値を出力することができる。
しかし、ゲイン変更の直前のサンプリング期間において
は、補償器による指令値の計算が2回行われるため、演
算量が約2倍に増え、サンプリング時間が大幅に増加す
る可能性がある。
In this embodiment, the correction of the integral value is performed in the sampling period immediately before the gain is changed, so that the command value can be calculated using the corrected value in the sampling period in which the gain is changed. Therefore, it is not necessary to output a command value based on a past value such as a command value in the immediately preceding sampling period or an estimated command value, and a command value based on a smooth and current control amount / target value is output. be able to.
However, in the sampling period immediately before the gain change, the compensator calculates the command value twice, so that the amount of calculation is increased to about twice and the sampling time may be significantly increased.

【0026】(実施例4)図9は本発明の第4の実施例
に係るサーボ制御装置のブロック線図である。比例補償
器31、微分補償器32に代わり、状態フィードバック
補償器33を有する点が実施例1と異なる。比例補償器
31、微分補償器32に代わり、状態フィードバック補
償器33が用いられる点を除き、ゲイン変更が行われる
サンプリング期間におけるフローチャート、積分値補正
のための式も、実施例1と同じである。
(Embodiment 4) FIG. 9 is a block diagram of a servo controller according to a fourth embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is that a state feedback compensator 33 is provided instead of the proportional compensator 31 and the derivative compensator 32. The flowchart in the sampling period in which the gain is changed and the formula for correcting the integral value are also the same as those in the first embodiment except that the state feedback compensator 33 is used instead of the proportional compensator 31 and the derivative compensator 32. .

【0027】状態フィードバック補償器33はPID補
償器に比べ、ゲイン設定の自由度が高く、より大きくゲ
インを変更することが可能であるため、ゲイン変更によ
る指令値の変化も大きくなりがちであり、本発明による
積分値の補正が有効である。実施例2、実施例3におい
ても同様に、比例補償器31、微分補償器32に代え
て、状態フィードバック補償器33を用いてもよい。ま
た、実施例1〜3において積分補償器以外の補償器3と
して、比例補償器31、微分補償器32、状態フィード
バック補償器33以外の補償器を用いてもよい。
Compared with the PID compensator, the state feedback compensator 33 has a higher degree of freedom in gain setting and can change the gain more greatly. Therefore, the change of the command value due to the gain change tends to be large. The correction of the integrated value according to the present invention is effective. Similarly in the second and third embodiments, the state feedback compensator 33 may be used instead of the proportional compensator 31 and the differential compensator 32. Further, in Examples 1 to 3, as the compensator 3 other than the integral compensator, compensators other than the proportional compensator 31, the differential compensator 32, and the state feedback compensator 33 may be used.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したように、指令値保持手段あ
るいは指令値生成手段と積分値補正手段のみの追加によ
り、ゲイン等の変更直後の指令値が変更直前の指令値と
概略等しくなるように積分器に保持された値を補正する
ことにより、ゲイン等の変更が行われた場合に発生する
指令値の急激な変化をなくすことができるため、制御対
象を振動させることがなく、位置決め時間の短縮を図る
ことができる。また、ゲインや制御量の変更前までの積
分値に影響されず、ゲインや制御量の変更後の状態に適
切である値に積分値を補正することができるため、積分
値の収束にかかる時間が省け、位置決め時間の短縮を図
ることができる。
As described above, by adding only the command value holding means or the command value generating means and the integral value correcting means, the command value immediately after the change of the gain or the like becomes approximately equal to the command value immediately before the change. By correcting the value held in the integrator, it is possible to eliminate a sudden change in the command value that occurs when the gain is changed, so that the controlled object does not vibrate and the positioning time It can be shortened. In addition, since it is possible to correct the integrated value to a value that is appropriate for the state after the change of the gain or control amount without being affected by the integrated value before the change of the gain or control amount, the time required for the convergence of the integrated value. Can be omitted, and the positioning time can be shortened.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の第1の実施例に係るサーボ制御装置
のブロック線図である。
FIG. 1 is a block diagram of a servo control device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1の装置の動作を示すフローチャートであ
る。
2 is a flowchart showing the operation of the apparatus of FIG.

【図3】 図1の装置におけるゲイン変更時の指令値の
変化の様子を示す模式図である。
3 is a schematic diagram showing how the command value changes when the gain is changed in the apparatus of FIG.

【図4】 本発明の第2の実施例に係るサーボ制御装置
のブロック線図である。
FIG. 4 is a block diagram of a servo controller according to a second embodiment of the present invention.

【図5】 図4の装置の動作を示すフローチャートであ
る。
5 is a flowchart showing the operation of the apparatus of FIG.

【図6】 図4の装置におけるゲイン変更時の指令値の
変化の様子を示す模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram showing how the command value changes when the gain is changed in the apparatus of FIG.

【図7】 本発明の第3の実施例に係るサーボ制御装置
のブロック線図である。
FIG. 7 is a block diagram of a servo controller according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 図7の装置の動作を示すフローチャートであ
る。
FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the apparatus of FIG.

【図9】 本発明の第4の実施例に係るサーボ制御装置
のブロック線図である。
FIG. 9 is a block diagram of a servo controller according to a fourth embodiment of the present invention.

【図10】 従来例に係るサーボ制御装置のブロック線
図である。
FIG. 10 is a block diagram of a servo control device according to a conventional example.

【図11】 図10の装置におけるゲイン変更時の指令
値の変化の様子を示す模式図である。
11 is a schematic diagram showing how the command value changes when the gain is changed in the apparatus of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:制御対象、2:積分補償器、3:積分補償器以外の
種類の補償器、31:比例補償器、32:微分補償器、
33:状態フィードバック補償器、4:ゲイン変更手
段、51:指令値保持手段、52:指令値推定手段、
6:積分値補正手段、P:制御量、Pr:目標値、e:
偏差、u:指令値。
1: Control object, 2: Integral compensator, 3: Compensator other than integral compensator, 31: Proportional compensator, 32: Differential compensator,
33: state feedback compensator, 4: gain changing means, 51: command value holding means, 52: command value estimating means,
6: integral value correcting means, P: control amount, Pr: target value, e:
Deviation, u: command value.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/68 K ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 21/68 K

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1つ以上の積分補償器および
その他の種類の補償器を有し、目標値信号と制御対象の
制御量の信号との偏差信号を入力として制御対象に対す
る指令値を出力する補償手段と、この補償手段における
各補償器のゲインもしくは制御量種類を変更する変更手
段とを備えたサーボ制御装置において、前記変更手段に
よる変更直前に前記補償手段が出力する指令値を保持す
る指令値保持手段と、これによって保持された指令値と
前記変更手段による変更直後に前記補償手段が出力する
指令値とに基づき、これら変更前後における指令値がほ
ぼ一致するように、前記積分補償器に保持されている積
分値を補正する積分値補正手段と、前記指令値保持手段
に保持されている変更直前の指令値を変更直後における
前記制御対象に対する指令値とする手段とを具備するこ
とを特徴とするサーボ制御装置。
1. At least one integral compensator and other types of compensators are provided, and a deviation signal between a target value signal and a control amount signal of a controlled object is input and a command value for the controlled object is output. In a servo control device comprising a compensating means and a changing means for changing the gain or control amount type of each compensator in the compensating means, a command for holding a command value output by the compensating means immediately before the change by the changing means Based on the value holding means and the command value held thereby and the command value output by the compensating means immediately after the change by the changing means, the integral compensator is configured so that the command values before and after the change substantially match. Integral value correcting means for correcting the held integral value, and the command value immediately before the change held in the command value holding means for the controlled object immediately after the change A servo control device comprising:
【請求項2】 少なくとも1つ以上の積分補償器および
その他の種類の補償器を有し、目標値信号と制御対象の
制御量の信号との偏差信号を入力として制御対象に対す
る指令値を出力する補償手段と、この補償手段における
各補償器のゲインもしくは制御量種類を変更する変更手
段とを備えたサーボ制御装置において、前記変更手段に
よる変更前の指令値に基づいて変更直後の指令値を生成
する指令値生成手段と、これによって生成された指令値
と前記変更手段による変更直後に前記補償手段が出力す
る指令値とに基づき、これら変更前後における指令値が
ほぼ一致するように、前記積分補償器に保持されている
積分値を補正する積分値補正手段と、前記指令値生成手
段が生成する指令値を前記変更手段による変更直後にお
ける前記制御対象に対する指令値とする手段とを具備す
ることを特徴とするサーボ制御装置。
2. At least one integral compensator and other types of compensators are provided, and a command value for the controlled object is output by inputting a deviation signal between the target value signal and the signal of the controlled variable of the controlled object. In a servo control device comprising a compensating means and a changing means for changing the gain or control amount type of each compensator in the compensating means, a command value immediately after the change is generated based on the command value before the change by the changing means. Based on the command value generating means, and the command value generated thereby and the command value output by the compensating means immediately after the change by the changing means, the integral compensation is performed so that the command values before and after the change substantially match. Integral value correcting means for correcting the integral value held in the container, and the command value generated by the command value generating means as the control target immediately after being changed by the changing means. And a means for setting a command value for the servo control apparatus.
【請求項3】 少なくとも1つ以上の積分補償器および
その他の種類の補償器を有し、目標値信号と制御対象の
制御量の信号との偏差信号を入力として制御対象に対す
る指令値を出力する補償手段と、この補償手段における
各補償器のゲインもしくは制御量種類を変更する変更手
段とを備えたサーボ制御装置において、前記変更手段に
よる変更直前に前記補償手段が出力する指令値を保持す
る指令値保持手段と、これによって保持された指令値と
前記変更手段による変更直後に前記補償手段が出力する
指令値とに基づき、これら変更前後における指令値がほ
ぼ一致するように、前記積分補償器に保持されている積
分値を補正する積分値補正手段とを具備することを特徴
とするサーボ制御装置。
3. At least one integral compensator and other types of compensators are provided, and the command value for the controlled object is output by inputting the deviation signal between the target value signal and the signal of the controlled variable of the controlled object. In a servo control device comprising a compensating means and a changing means for changing the gain or control amount type of each compensator in the compensating means, a command for holding a command value output by the compensating means immediately before the change by the changing means Based on the value holding means and the command value held thereby and the command value output by the compensating means immediately after the change by the changing means, the integral compensator is configured so that the command values before and after the change substantially match. A servo control device, comprising: an integral value correcting means for correcting the held integral value.
【請求項4】 少なくとも1つ以上の積分補償器および
その他の種類の補償器を有し、目標値信号と制御対象の
制御量の信号との偏差信号を入力として制御対象に対す
る指令値を出力する補償手段と、この補償手段における
各補償器のゲインもしくは制御量種類を変更する変更手
段とを備えたサーボ制御装置において、前記変更手段に
よる変更直前および直後に前記補償手段が出力する指令
値がほぼ一致するように、前記積分補償器に保持されて
いる積分値を補正する積分値補正手段とを具備すること
を特徴とするサーボ制御装置。
4. Having at least one or more integral compensators and other types of compensators, and outputting a command value for a controlled object by inputting a deviation signal between a target value signal and a signal of a controlled variable of the controlled object. In a servo control device including compensating means and changing means for changing the gain or control amount type of each compensator in the compensating means, the command value output by the compensating means is almost equal to immediately before and immediately after the changing by the changing means. An integral value correcting means for correcting the integral value held in the integral compensator so that they coincide with each other.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008015610A (en) * 2006-07-03 2008-01-24 Mitsubishi Electric Corp Control device
JP2011166112A (en) * 2010-01-12 2011-08-25 Hitachi Kokusai Electric Inc Substrate processing device and method of manufacturing semiconductor device
US8876453B2 (en) 2010-01-12 2014-11-04 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus and method of manufacturing semiconductor device

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