JPH08202452A - 位置決めフィードフォワード指令作成方法 - Google Patents
位置決めフィードフォワード指令作成方法Info
- Publication number
- JPH08202452A JPH08202452A JP1159095A JP1159095A JPH08202452A JP H08202452 A JPH08202452 A JP H08202452A JP 1159095 A JP1159095 A JP 1159095A JP 1159095 A JP1159095 A JP 1159095A JP H08202452 A JPH08202452 A JP H08202452A
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- Japan
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- feedforward
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- acceleration
- loop
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- 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.)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】応答性を悪化させずに過大な指令を取り除くこ
とのできるフィードフォワード指令作成方法を提供す
る。 【構成】速度ループ６や加速度ループ７にフィードフォ
ワード補償して軌跡追従精度を向上させる位置決め制御
系において、指令比較演算部８により、フィードフォワ
ードの指令として前回または前複数回の計算された値と
今回計算された値とを比較し、絶対値の最も小さな値を
フィードフォワード補償信号とするフィードフォワード
指令作成方法。
とのできるフィードフォワード指令作成方法を提供す
る。 【構成】速度ループ６や加速度ループ７にフィードフォ
ワード補償して軌跡追従精度を向上させる位置決め制御
系において、指令比較演算部８により、フィードフォワ
ードの指令として前回または前複数回の計算された値と
今回計算された値とを比較し、絶対値の最も小さな値を
フィードフォワード補償信号とするフィードフォワード
指令作成方法。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットやＮＣ（数値
制御装置）などの軌跡追従位置決め制御におけるフィー
ドフォワード指令作成方法に関するものである。
制御装置）などの軌跡追従位置決め制御におけるフィー
ドフォワード指令作成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ロボット、ＮＣ等の自動機械の制御精度
を確保するために、フィードフォワード制御を用いる場
合、特開昭６３−３６９４１号公報や特開平２−１４４
６０６号公報に開示されているように、指令値の微分や
２階微分によりフィードフォワード指令を作成するが、
立ち上がりの時や指令が急激に変化する時には過大なフ
ィードフォワード指令となり、機械系を励振する。加速
度フィードフォワード補償制御系の基本的な概念ブロッ
ク図を図４に示し、このときの位置サイン指令に対する
応答を図５に、トルク指令を図６に示す。図４に示すよ
うに、加速度フィードフォワード補償制御系は、位置ル
ープゲインブロック１、速度ループゲインブロック２、
モータ定数ブロック３、モータ慣性ブロック４、速度フ
ィードバックループ５を有し、これに速度フィードフォ
ワードブロック６、加速度フィードフォワードブロック
７を備えている。これらのブロックにおいて、ＫP は位
置ループゲイン、ＫV は速度ループゲイン、ＫT はトル
ク定数、Ｊm はモータイナーシャ、ｓはラプラス演算子
である。通常、過大なフィードフォワード指令を抑制す
るために、図４に示すように、一次または２次のローパ
スフィルタ９を用いる。このフィルタ９において、Ｋf
は加速度フィードフォワードゲイン、ＴA はフィルタ時
定数である。これにより、過大なフィードフォワード指
令は抑制され、機械系を励振することなく位置決めがで
きる。
を確保するために、フィードフォワード制御を用いる場
合、特開昭６３−３６９４１号公報や特開平２−１４４
６０６号公報に開示されているように、指令値の微分や
２階微分によりフィードフォワード指令を作成するが、
立ち上がりの時や指令が急激に変化する時には過大なフ
ィードフォワード指令となり、機械系を励振する。加速
度フィードフォワード補償制御系の基本的な概念ブロッ
ク図を図４に示し、このときの位置サイン指令に対する
応答を図５に、トルク指令を図６に示す。図４に示すよ
うに、加速度フィードフォワード補償制御系は、位置ル
ープゲインブロック１、速度ループゲインブロック２、
モータ定数ブロック３、モータ慣性ブロック４、速度フ
ィードバックループ５を有し、これに速度フィードフォ
ワードブロック６、加速度フィードフォワードブロック
７を備えている。これらのブロックにおいて、ＫP は位
置ループゲイン、ＫV は速度ループゲイン、ＫT はトル
ク定数、Ｊm はモータイナーシャ、ｓはラプラス演算子
である。通常、過大なフィードフォワード指令を抑制す
るために、図４に示すように、一次または２次のローパ
スフィルタ９を用いる。このフィルタ９において、Ｋf
は加速度フィードフォワードゲイン、ＴA はフィルタ時
定数である。これにより、過大なフィードフォワード指
令は抑制され、機械系を励振することなく位置決めがで
きる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、過大な
指令を抑制するためには、フィルタ９の時定数ＴA を大
きくする必要があり、その影響によって追従誤差を生
じ、アンダーシュートやオーバーシュート等の応答性の
悪化が問題となる。例えば、１次のローパスフィルタに
より実現可能なトルク出力を得ようとした時、図８のよ
うなトルク指令を得ることができるが、位置でみた場
合、図７のように追従誤差やオーバーシュートを生じて
いる。本発明が解決すべき課題は、応答性を悪化させず
に過大な指令を取り除くことのできるフィードフォワー
ド指令作成方法を提供することにある。
指令を抑制するためには、フィルタ９の時定数ＴA を大
きくする必要があり、その影響によって追従誤差を生
じ、アンダーシュートやオーバーシュート等の応答性の
悪化が問題となる。例えば、１次のローパスフィルタに
より実現可能なトルク出力を得ようとした時、図８のよ
うなトルク指令を得ることができるが、位置でみた場
合、図７のように追従誤差やオーバーシュートを生じて
いる。本発明が解決すべき課題は、応答性を悪化させず
に過大な指令を取り除くことのできるフィードフォワー
ド指令作成方法を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明の位置決めフィードフォワード指令作成方法
は、速度ループや加速度ループにフィードフォワード補
償して軌跡追従精度を向上させる位置決め制御系におい
て、フィードフォワードの指令として前回または前複数
回の計算された値と今回計算された値とを比較し、絶対
値の最も小さな値をフィードフォワード補償信号とする
ものである。
め、本発明の位置決めフィードフォワード指令作成方法
は、速度ループや加速度ループにフィードフォワード補
償して軌跡追従精度を向上させる位置決め制御系におい
て、フィードフォワードの指令として前回または前複数
回の計算された値と今回計算された値とを比較し、絶対
値の最も小さな値をフィードフォワード補償信号とする
ものである。
【０００５】
【作用】フィードフォワード補償信号として、前回また
は前複数回の計算された値と今回計算された値とを比較
し、絶対値の最も小さな値を選択することにより、立ち
上がりや指令急変時に発生する過大な指令を除去する。
また、１次や２次のローパスフィルタを用いた場合のよ
うな応答性の悪化を伴わないため、過渡的なフィードフ
ォワード指令の変化を抑制しながらも指令追従性の高い
応答が得られる。
は前複数回の計算された値と今回計算された値とを比較
し、絶対値の最も小さな値を選択することにより、立ち
上がりや指令急変時に発生する過大な指令を除去する。
また、１次や２次のローパスフィルタを用いた場合のよ
うな応答性の悪化を伴わないため、過渡的なフィードフ
ォワード指令の変化を抑制しながらも指令追従性の高い
応答が得られる。
【０００６】
【実施例】以下、実施例を参照しながら具体的に説明す
る。図１は本発明の方法を実施するための制御系の実施
例の構成を示すブロック図である。図４に示した従来例
との相違点は、加速度フィードフォワードループに指令
比較演算部８を設けたことにある。実施例において、速
度フィードフォワード補償に位置指令値の微分値を用い
た時の加速度フィードフォワード指令の作成について説
明する。本実施例では、速度フィードフォワード指令の
微分値つまり位置指令の２階微分値Ｘ”(n) をｎサンプ
リング目の指令とし、次の方法により、加速度フィード
フォワード指令としている。 Ｘ”min ＝ minimum｛｜Ｘ”(n-1) ｜, ｜Ｘ”(n) ｜｝ Ａref ＝｛Ｘ”(n) ／｜Ｘ”(n) ｜｝×Ｘ”min 但し、［minimum ｛Ａ, Ｂ｝］は、ＡかＢのいずれか小
さい方を示す関数である。この手法により、立ち上がり
や指令急変時の過大な加速度フィードフォワード指令だ
けを取り除くことができるため、平常時の指令に影響を
与えることがない。故に、指令が十分滑らかである場
合、追従性の高い応答が得られる。位置指令をサイン波
とした場合を考えると、シミュレーションによる応答結
果は、図２のようになる。立ち上がりで追従遅れがある
が、その後は、誤差なく追従する。また、加速度フィー
ドフォワード指令についても、図３に示すように立ち上
がりの過大な指令は改善され、トルク出力の波形に影響
を与えない。
る。図１は本発明の方法を実施するための制御系の実施
例の構成を示すブロック図である。図４に示した従来例
との相違点は、加速度フィードフォワードループに指令
比較演算部８を設けたことにある。実施例において、速
度フィードフォワード補償に位置指令値の微分値を用い
た時の加速度フィードフォワード指令の作成について説
明する。本実施例では、速度フィードフォワード指令の
微分値つまり位置指令の２階微分値Ｘ”(n) をｎサンプ
リング目の指令とし、次の方法により、加速度フィード
フォワード指令としている。 Ｘ”min ＝ minimum｛｜Ｘ”(n-1) ｜, ｜Ｘ”(n) ｜｝ Ａref ＝｛Ｘ”(n) ／｜Ｘ”(n) ｜｝×Ｘ”min 但し、［minimum ｛Ａ, Ｂ｝］は、ＡかＢのいずれか小
さい方を示す関数である。この手法により、立ち上がり
や指令急変時の過大な加速度フィードフォワード指令だ
けを取り除くことができるため、平常時の指令に影響を
与えることがない。故に、指令が十分滑らかである場
合、追従性の高い応答が得られる。位置指令をサイン波
とした場合を考えると、シミュレーションによる応答結
果は、図２のようになる。立ち上がりで追従遅れがある
が、その後は、誤差なく追従する。また、加速度フィー
ドフォワード指令についても、図３に示すように立ち上
がりの過大な指令は改善され、トルク出力の波形に影響
を与えない。
【０００７】上記実施例では前回のフィードフォワード
指令計算値と今回のフィードフォワード指令計算値とを
比較していずれか小さい方を選択するようにしている
が、過大な指令が２回以上続けて発生される場合、フィ
ードフォワード指令として計算された値を前数回分記憶
しておき、次式に示すように、これらと今回の計算値の
中で最も小さな値をフィードフォワード補償信号とする
ことにより、同様の結果が得られる。 Ｘ”min＝minimum｛｜Ｘ”(n-k)｜,｜Ｘ”(n-k+1)｜,・
・・,｜Ｘ”(n)｜｝ Ａref ＝｛Ｘ”(n) ／｜Ｘ”(n) ｜｝×Ｘ”min この場合、回数ｋが増えるほど滑らかな応答となる一
方、追従性が悪くなるので、制御系に応じて、最適のｋ
を選ぶ。
指令計算値と今回のフィードフォワード指令計算値とを
比較していずれか小さい方を選択するようにしている
が、過大な指令が２回以上続けて発生される場合、フィ
ードフォワード指令として計算された値を前数回分記憶
しておき、次式に示すように、これらと今回の計算値の
中で最も小さな値をフィードフォワード補償信号とする
ことにより、同様の結果が得られる。 Ｘ”min＝minimum｛｜Ｘ”(n-k)｜,｜Ｘ”(n-k+1)｜,・
・・,｜Ｘ”(n)｜｝ Ａref ＝｛Ｘ”(n) ／｜Ｘ”(n) ｜｝×Ｘ”min この場合、回数ｋが増えるほど滑らかな応答となる一
方、追従性が悪くなるので、制御系に応じて、最適のｋ
を選ぶ。
【０００８】
【発明の効果】上述したように、フィードフォワード指
令として計算された値に１次または２次のローパスフィ
ルタを用いる代わりに前回または前複数回の計算された
値と今回計算された値とを比較し、絶対値の最も小さな
値を選択することにより、立ち上がりや指令急変時の過
大なフィードフォワード指令を抑制し、なおかつ軌跡追
従性の高い位置決め制御が可能になる。
令として計算された値に１次または２次のローパスフィ
ルタを用いる代わりに前回または前複数回の計算された
値と今回計算された値とを比較し、絶対値の最も小さな
値を選択することにより、立ち上がりや指令急変時の過
大なフィードフォワード指令を抑制し、なおかつ軌跡追
従性の高い位置決め制御が可能になる。
【図１】 本発明の制御方法を実施するための制御系の
実施例を示すブロック図である。
実施例を示すブロック図である。
【図２】 本発明を用いた場合のサイン波応答を示す波
形図である。
形図である。
【図３】 本発明を用いた場合のトルク指令を示す波形
図である。
図である。
【図４】 加速度フィードフォワード制御系の基本概念
ブロック図である。
ブロック図である。
【図５】 加速度フィードフォワード制御系のサイン波
応答を示す波形図である。
応答を示す波形図である。
【図６】 加速度フィードフォワード制御系のトルク指
令を示す波形図である。
令を示す波形図である。
【図７】 １次のローパスフィルタ（５Ｈｚ）を用いた
場合のサイン波応答を示す波形図である。
場合のサイン波応答を示す波形図である。
【図８】 １次のローパスフィルタ（５Ｈｚ）を用いた
場合のトルク指令を示す波形図である。
場合のトルク指令を示す波形図である。
Ｘ” 位置指令２階微分値、Ａref 加速度フィードフォ
ワード指令 １ 位置ループゲインブロック、２ 速度ループゲイン
ブロック、３ モータ定数ブロック、４ モータ慣性ブ
ロック、５ 速度フィードバックループ、６ 速度フィ
ードフォワードブロック、７ 加速度フィードフォワー
ドブロック、８指令比較演算部
ワード指令 １ 位置ループゲインブロック、２ 速度ループゲイン
ブロック、３ モータ定数ブロック、４ モータ慣性ブ
ロック、５ 速度フィードバックループ、６ 速度フィ
ードフォワードブロック、７ 加速度フィードフォワー
ドブロック、８指令比較演算部
Claims (1)
- 【請求項１】 速度ループや加速度ループにフィードフ
ォワード補償して軌跡追従精度を向上させる位置決め制
御系において、 フィードフォワードの指令として前回または前複数回の
計算された値と今回計算された値とを比較し、絶対値の
最も小さな値をフィードフォワード補償信号とすること
を特徴とする位置決めフィードフォワード指令作成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1159095A JPH08202452A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 位置決めフィードフォワード指令作成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1159095A JPH08202452A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 位置決めフィードフォワード指令作成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08202452A true JPH08202452A (ja) | 1996-08-09 |
Family
ID=11782129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1159095A Pending JPH08202452A (ja) | 1995-01-27 | 1995-01-27 | 位置決めフィードフォワード指令作成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08202452A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011067016A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Fuji Electric Systems Co Ltd | サーボ制御装置 |
-
1995
- 1995-01-27 JP JP1159095A patent/JPH08202452A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011067016A (ja) * | 2009-09-17 | 2011-03-31 | Fuji Electric Systems Co Ltd | サーボ制御装置 |
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