JPH08323670A - マニピュレータの制御装置 - Google Patents
マニピュレータの制御装置Info
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- JPH08323670A JPH08323670A JP15253695A JP15253695A JPH08323670A JP H08323670 A JPH08323670 A JP H08323670A JP 15253695 A JP15253695 A JP 15253695A JP 15253695 A JP15253695 A JP 15253695A JP H08323670 A JPH08323670 A JP H08323670A
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- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 19
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 5
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
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- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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Abstract
(57)【要約】
【目的】トルクセンサフィードバック制御を用いて安定
かつ高精度に関節トルク制御を行うマニピュレータの制
御装置を提供するにある。 【構成】関節トルク制御演算手段は、所定のアーム慣性
モーメントの変動に対して、目標関節トルク値とモータ
１に加わる外乱およびアーム４に加わる外乱とを入力と
し、それらの入力からトルクセンサ３で検出された出力
トルク値までの伝達特性と、それらの入力から出力トル
ク値と目標関節トルク値との偏差までの伝達特性とが、
所定の大きさ以下になるように構造化特異値を用いて決
定されることで安定化を図っている。
かつ高精度に関節トルク制御を行うマニピュレータの制
御装置を提供するにある。 【構成】関節トルク制御演算手段は、所定のアーム慣性
モーメントの変動に対して、目標関節トルク値とモータ
１に加わる外乱およびアーム４に加わる外乱とを入力と
し、それらの入力からトルクセンサ３で検出された出力
トルク値までの伝達特性と、それらの入力から出力トル
ク値と目標関節トルク値との偏差までの伝達特性とが、
所定の大きさ以下になるように構造化特異値を用いて決
定されることで安定化を図っている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、マニピュレータの制御
装置に係り、より詳しくは、トルクセンサフィードバッ
ク制御を用いて安定かつ高精度に関節トルク制御を行う
マニピュレータの制御装置に関する。
装置に係り、より詳しくは、トルクセンサフィードバッ
ク制御を用いて安定かつ高精度に関節トルク制御を行う
マニピュレータの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、組み付け用のロボットマニピュ
レータでは、接触作業を行うことが殆どであるが、ワー
クの位置ずれ等のために、目標位置より手前で接触が開
始される場合がある。この時、マニピュレータの位置制
御系が高いサーボ剛性を維持していると、目標位置との
間に生じた位置偏差に応じて、位置制御系は過大な力を
発生し、ワークやマニピュレータに支障を来すことがあ
った。
レータでは、接触作業を行うことが殆どであるが、ワー
クの位置ずれ等のために、目標位置より手前で接触が開
始される場合がある。この時、マニピュレータの位置制
御系が高いサーボ剛性を維持していると、目標位置との
間に生じた位置偏差に応じて、位置制御系は過大な力を
発生し、ワークやマニピュレータに支障を来すことがあ
った。
【０００３】従来、この対策としては、サーボ剛性を低
くすることでコンプライアンス特性を持たせる方法があ
る。しかしながら、従来の位置制御マニピュレータにお
いては、サーボ剛性を低下させると、伝達系の摩擦を抑
圧出来ないため、接触前の自由空間において必要な位置
精度が得られない、という実用上の問題点があった。こ
の伝達系の摩擦を抑圧する方法として、従来は、マニピ
ュレータ各軸の減速機の後でトルク検出を行い、トルク
フィードバックを行うことで、関節トルク制御を行う方
法がある。
くすることでコンプライアンス特性を持たせる方法があ
る。しかしながら、従来の位置制御マニピュレータにお
いては、サーボ剛性を低下させると、伝達系の摩擦を抑
圧出来ないため、接触前の自由空間において必要な位置
精度が得られない、という実用上の問題点があった。こ
の伝達系の摩擦を抑圧する方法として、従来は、マニピ
ュレータ各軸の減速機の後でトルク検出を行い、トルク
フィードバックを行うことで、関節トルク制御を行う方
法がある。
【０００４】
【発明が解決しようとしている課題】この関節トルク制
御方法として、本出願人は、モータの速度フィードバッ
クも同時に行うことで安定化が容易になると考え、速度
フィードバックを併用する比例積分微分（ＰＩＤ）制御
と、状態フィードバック制御を案出した（特願平６−２
５４００６号）。しかしながら、ＰＩＤ制御の場合、ト
ルクセンサ信号のノイズが大きいとＤゲインを上げれな
いので、伝達系の共振を抑えて十分に安定化することが
できない。その結果、PIゲインも上げれないので、伝達
系の摩擦を十分に抑圧できない、という問題点があっ
た。また、状態フィードバック制御の場合、アームの姿
勢が変化したり、手先の負荷が変化すると、制御対象の
パラメータの一つであるアーム慣性モーメントが設計条
件から変動するので不安定化しやすい、という問題点が
あった。
御方法として、本出願人は、モータの速度フィードバッ
クも同時に行うことで安定化が容易になると考え、速度
フィードバックを併用する比例積分微分（ＰＩＤ）制御
と、状態フィードバック制御を案出した（特願平６−２
５４００６号）。しかしながら、ＰＩＤ制御の場合、ト
ルクセンサ信号のノイズが大きいとＤゲインを上げれな
いので、伝達系の共振を抑えて十分に安定化することが
できない。その結果、PIゲインも上げれないので、伝達
系の摩擦を十分に抑圧できない、という問題点があっ
た。また、状態フィードバック制御の場合、アームの姿
勢が変化したり、手先の負荷が変化すると、制御対象の
パラメータの一つであるアーム慣性モーメントが設計条
件から変動するので不安定化しやすい、という問題点が
あった。
【０００５】一方、制御対象のパラメータが変動しても
伝達系の共振を抑えて安定化し、かつ、アクチュエータ
に加わる外乱を抑圧する制御方式として、構造化特異値
を設計指標に用いて設計した制御系が提案されている
（計測自動制御学会ロバスト制御シンポジウム資料pp.3
1 −34. 1994) 。しかしながら、上記制御系は位置制御
系なので、コンプライアンス特性を持たせることができ
ないという問題点があった。また、減速機の後のアーム
の角度が制御したい状態量であるが、制御したい状態量
を検出するセンサがなく、フィードバックが不可能なの
で制御系を広帯域にできないという実用上の問題点があ
った。
伝達系の共振を抑えて安定化し、かつ、アクチュエータ
に加わる外乱を抑圧する制御方式として、構造化特異値
を設計指標に用いて設計した制御系が提案されている
（計測自動制御学会ロバスト制御シンポジウム資料pp.3
1 −34. 1994) 。しかしながら、上記制御系は位置制御
系なので、コンプライアンス特性を持たせることができ
ないという問題点があった。また、減速機の後のアーム
の角度が制御したい状態量であるが、制御したい状態量
を検出するセンサがなく、フィードバックが不可能なの
で制御系を広帯域にできないという実用上の問題点があ
った。
【０００６】本発明は、上記問題点を解消するもので、
アーム慣性モーメントが変動しても関節トルクを目標関
節トルクに追従させ、伝達系の摩擦を抑圧し、かつ、伝
達系の共振を抑えて安定化する関節トルク制御器を有す
るマニピュレータの制御装置を提供することを目的とす
る。
アーム慣性モーメントが変動しても関節トルクを目標関
節トルクに追従させ、伝達系の摩擦を抑圧し、かつ、伝
達系の共振を抑えて安定化する関節トルク制御器を有す
るマニピュレータの制御装置を提供することを目的とす
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明のマニピュレータの制御装置は、伝達機構を介
してリンクを駆動するモータと、伝達機構の後の出力ト
ルクを検出するトルク検出手段と、目標関節トルク値を
生成する目標関節トルク値生成手段と、生成された目標
関節トルク値とトルク検出手段で検出された出力トルク
値から、モータの操作量を演算する関節トルク制御演算
手段と、を含み、前記関節トルク制御演算手段は、所定
のアーム慣性モーメントの変動に対して、目標関節トル
ク値とモータに加わる外乱、及びリンクに加わる外乱と
を入力とし、それらの入力からトルク検出手段で検出さ
れた出力トルク値までの伝達特性と、それらの入力から
出力トルク値と目標関節トルク値との偏差までの伝達特
性とが、所定の大きさ以下になるように構造化特異値を
用いて構成してなる。
に本発明のマニピュレータの制御装置は、伝達機構を介
してリンクを駆動するモータと、伝達機構の後の出力ト
ルクを検出するトルク検出手段と、目標関節トルク値を
生成する目標関節トルク値生成手段と、生成された目標
関節トルク値とトルク検出手段で検出された出力トルク
値から、モータの操作量を演算する関節トルク制御演算
手段と、を含み、前記関節トルク制御演算手段は、所定
のアーム慣性モーメントの変動に対して、目標関節トル
ク値とモータに加わる外乱、及びリンクに加わる外乱と
を入力とし、それらの入力からトルク検出手段で検出さ
れた出力トルク値までの伝達特性と、それらの入力から
出力トルク値と目標関節トルク値との偏差までの伝達特
性とが、所定の大きさ以下になるように構造化特異値を
用いて構成してなる。
【０００８】
【発明の作用・効果】上記構成からなる本発明のマニピ
ュレータの制御装置は、制御すべき状態量である関節ト
ルクを検出してフィードバックすることで、アーム慣性
モーメントが所定の範囲内で変動しても、所定の周波数
帯域において、トルクセンサで検出される出力トルク値
を目標関節トルク値に追従させ、構造化特異値を設計指
標に用いて実現される関節トルク制御系が、モータに加
わる外乱とリンクに加わる外乱を所定の水準以下に抑圧
し、伝達系の共振を抑えて安定化する。
ュレータの制御装置は、制御すべき状態量である関節ト
ルクを検出してフィードバックすることで、アーム慣性
モーメントが所定の範囲内で変動しても、所定の周波数
帯域において、トルクセンサで検出される出力トルク値
を目標関節トルク値に追従させ、構造化特異値を設計指
標に用いて実現される関節トルク制御系が、モータに加
わる外乱とリンクに加わる外乱を所定の水準以下に抑圧
し、伝達系の共振を抑えて安定化する。
【０００９】上記構成からなる本発明のマニピュレータ
の制御装置は、たとえアーム慣性モーメントが変動して
も高速・高精度な関節トルク制御が同一の関節トルク制
御器で可能となし、しかも、制御系の構成が簡素化する
といった実用上優れた幾多の作用効果を奏する。
の制御装置は、たとえアーム慣性モーメントが変動して
も高速・高精度な関節トルク制御が同一の関節トルク制
御器で可能となし、しかも、制御系の構成が簡素化する
といった実用上優れた幾多の作用効果を奏する。
【００１０】
【実施例】以下図面を参照して本発明の代表的な実施例
を詳細に説明する。
を詳細に説明する。
【００１１】
【第１実施例】まず、多軸マニピュレータの少なくとも
一つの軸を制御する場合に本発明を適用した第１実施例
のマニピュレータの制御装置について説明する。
一つの軸を制御する場合に本発明を適用した第１実施例
のマニピュレータの制御装置について説明する。
【００１２】第１実施例のマニピュレータの制御装置
は、マニピュレータＭの各軸に、リンクとしてのアーム
４を駆動するためのモータ１が設けられている。図１に
示すように、各軸に設けられたモータ１の駆動力は、伝
達機構としての減速機２、減速機２の後で出力値を検出
する関節トルクセンサ３を介して、各軸アーム４へ伝達
され、これにより各アーム４が軸を中心に駆動される。
一般に、減速機２にはかなり大きな摩擦が存在するが、
関節トルクセンサ３は減速機２の後、すなわち出力側に
取り付けられているので、関節トルクセンサ３から検出
される関節トルク値をフィードバックすることで減速機
２の摩擦を抑圧することが可能である。
は、マニピュレータＭの各軸に、リンクとしてのアーム
４を駆動するためのモータ１が設けられている。図１に
示すように、各軸に設けられたモータ１の駆動力は、伝
達機構としての減速機２、減速機２の後で出力値を検出
する関節トルクセンサ３を介して、各軸アーム４へ伝達
され、これにより各アーム４が軸を中心に駆動される。
一般に、減速機２にはかなり大きな摩擦が存在するが、
関節トルクセンサ３は減速機２の後、すなわち出力側に
取り付けられているので、関節トルクセンサ３から検出
される関節トルク値をフィードバックすることで減速機
２の摩擦を抑圧することが可能である。
【００１３】関節トルク制御器Ｋは、目標関節トルク値
生成手段６から発生される目標関節トルク値と、関節ト
ルクセンサ３で検出される関節トルク値から、後述する
演算により、関節トルク値が目標関節トルク値に追従す
るためのモータ１の操作量を演算し、モータ１へ出力す
る。図２は本第１実施例のマニピュレータの制御装置で
用いる制御対象のモデルのブロック線図である。制御対
象であるマニピュレータＭの軸を２慣性系としてモデル
化している。
生成手段６から発生される目標関節トルク値と、関節ト
ルクセンサ３で検出される関節トルク値から、後述する
演算により、関節トルク値が目標関節トルク値に追従す
るためのモータ１の操作量を演算し、モータ１へ出力す
る。図２は本第１実施例のマニピュレータの制御装置で
用いる制御対象のモデルのブロック線図である。制御対
象であるマニピュレータＭの軸を２慣性系としてモデル
化している。
【００１４】図２中の記号は、Ｊm : モータ慣性モーメ
ント、Ｊa ,Jao, Δa ：アーム慣性モーメントとそのノ
ミナル値、及び変動量、Ｄm ：モータ粘性、Ｄa ：アー
ム粘性、K s ,K so , Δk : 伝達系ばね定数とそのノミ
ナル値、及び変動量、ωm ：モータ角速度、ωa ：アー
ム角速度、τ: 関節トルク、u:操作量、 dm ：減速機の
摩擦等のモータ１に加わる外乱、 da 外部からアーム４
に加わる外乱である。ただし、 Jm , ωm ,u,dm は減速
比が１となるように換算した値を表す。なお、アーム慣
性モーメント Ja の変動を、変動δ1 を用いて
ント、Ｊa ,Jao, Δa ：アーム慣性モーメントとそのノ
ミナル値、及び変動量、Ｄm ：モータ粘性、Ｄa ：アー
ム粘性、K s ,K so , Δk : 伝達系ばね定数とそのノミ
ナル値、及び変動量、ωm ：モータ角速度、ωa ：アー
ム角速度、τ: 関節トルク、u:操作量、 dm ：減速機の
摩擦等のモータ１に加わる外乱、 da 外部からアーム４
に加わる外乱である。ただし、 Jm , ωm ,u,dm は減速
比が１となるように換算した値を表す。なお、アーム慣
性モーメント Ja の変動を、変動δ1 を用いて
【数１】 と表現し、図2の中ではω1,ω'1,z1,z'1 を用いてフィ
ードバック形式で表現している。
ードバック形式で表現している。
【００１５】また、伝達系ばね定数 Ks の同定誤差は制
御性能に大きく影響を与えるので、これを考慮するため
に、変動δ2 を用いて
御性能に大きく影響を与えるので、これを考慮するため
に、変動δ2 を用いて
【数２】 と表現し、図２中ではω2,ω'2,z2,z'2 を用いてフィー
ドバック形式で表現している。ノミナルモデル Gn は、
ω1,ω2, da, dm,u を入力とし、z1,z2,τを出力する。
ここで、図３に示す一般化プラント Gp を構成する。一
般化プラント Gp は変動δ1,δ2 から
ドバック形式で表現している。ノミナルモデル Gn は、
ω1,ω2, da, dm,u を入力とし、z1,z2,τを出力する。
ここで、図３に示す一般化プラント Gp を構成する。一
般化プラント Gp は変動δ1,δ2 から
【数３】 を入力し、
【数４】 を変動δ1,δ2 へ出力する。外部入力d は
【数５】 である。ここで、d1,d2 は、アーム４に加わる外乱 da
とモータ１に加わる外乱dm をそれぞれ重み関数 Wda, W
dmで重みづけるために導入した信号であり、
とモータ１に加わる外乱dm をそれぞれ重み関数 Wda, W
dmで重みづけるために導入した信号であり、
【数６】 とする。制御量e は
【数７】 である。ここで、e1は、関節トルクτと目標関節トルク
τr との偏差e0を
τr との偏差e0を
【００１６】
【数８】 とすると、偏差e0を重み関数 WS で
【数９】 のように重みづけたものである。e2は関節トルクτを重
み関数 Wτで
み関数 Wτで
【数１０】 のように重みづけたものである。e3は操作量uを重み関
数 Wu で
数 Wu で
【数１１】 のように重みづけたものである。関節トルク制御器Ｋへ
の出力y は
の出力y は
【数１２】 である。 Ws は、偏差 eo を低周波数域で小さくするた
めに、低周波数域でゲインが大きいロウパスフィルタと
する。Wτは、高周波数域の関節トルクセンサ３のノイ
ズの影響を小さくするために、高周波数域でゲインが大
きい
めに、低周波数域でゲインが大きいロウパスフィルタと
する。Wτは、高周波数域の関節トルクセンサ３のノイ
ズの影響を小さくするために、高周波数域でゲインが大
きい
【数１３】 とする。ここで、ωc は Wτ(s) のカットオフ周波数を
表す。 Wu は操作量u 制限の大きさを表し、定数とす
る。Wdm , Wdaはモータ１に加わる外乱 dm とアーム４
に加わる外乱 da の大きさを表し、それぞれ定数とす
る。このとき、一般化プラント Gp の状態空間表現は次
のようになる。
表す。 Wu は操作量u 制限の大きさを表し、定数とす
る。Wdm , Wdaはモータ１に加わる外乱 dm とアーム４
に加わる外乱 da の大きさを表し、それぞれ定数とす
る。このとき、一般化プラント Gp の状態空間表現は次
のようになる。
【００１７】
【数１４】
【数１５】
【数１６】 ただし、
【数１７】
【数１８】
【数１９】
【数２０】
【数２１】
【数２２】 である。ここで、関節トルク制御器Ｋは次式を満たすも
のとする。
のとする。
【００１８】
【数２３】 ただし、Fl(Gp,K)はGpとK のLFT 表現である。Δp は
【数２４】
【数２５】 であり、ΔF は仮想的な変動である。μΔp
【外１】 はΔpのもとでの
【外２】 の構造化特異値であり、で定義され、
【外３】 はΔの最大特異値を示す。数２３、数２４、数２５を満
たす関節トルク制御器Ｋは、D-K イタレーション( 美多
勉,H∞制御,pp.174-176,昭晃堂(1994)参照)を用いて求
めることができる。
たす関節トルク制御器Ｋは、D-K イタレーション( 美多
勉,H∞制御,pp.174-176,昭晃堂(1994)参照)を用いて求
めることができる。
【００１９】上記構成よりなる第１実施例の関節トルク
制御器Ｋの伝達特性を図４に示す。この関節トルク制御
器Ｋについて、アーム慣性モーメント Ja と伝達系ばね
定数Ks が数１と数２を満たすように変動したときの制
御系の特性を図５（ａ）ないし（ｄ）に示す。図5(a)は
目標関節トルクτr から偏差e0までの伝達特性e0/ τr
と Ws -1を表したものである。伝達特性e0 / τr は W
s -1によって低周波数域で小さく抑えられているので、
W s で指定した低周波数域で関節トルクτを目標関節ト
ルクτrに追従させることができる。
制御器Ｋの伝達特性を図４に示す。この関節トルク制御
器Ｋについて、アーム慣性モーメント Ja と伝達系ばね
定数Ks が数１と数２を満たすように変動したときの制
御系の特性を図５（ａ）ないし（ｄ）に示す。図5(a)は
目標関節トルクτr から偏差e0までの伝達特性e0/ τr
と Ws -1を表したものである。伝達特性e0 / τr は W
s -1によって低周波数域で小さく抑えられているので、
W s で指定した低周波数域で関節トルクτを目標関節ト
ルクτrに追従させることができる。
【００２０】図5(b)は目標関節トルクτr から関節トル
クτまでの伝達特性τ/ τr と Wτ-1を表したものであ
る。伝達特性τ/ τr は Wτによって高周波数域で小さ
く抑えられているので、 Wτで指定した高周波数域でノ
イズの影響を小さくできる。また、共振点を持たないの
で、安定性が優れている。図5(c)はモータに加わる外乱
dm から関節トルクまでの伝達特性τ/dm を表したもの
である。伝達特性τ/dm はほぼ0dB よりも小さく抑えら
れているので、モータに加わる外乱 dm を抑圧できる。
図5(d)はアームに加わる外乱 da から関節トルクτまで
の伝達特性τ/da を表したものである。伝達特性τ/da
はほぼ0dB よりも小さく抑えられているので、アームに
加わる外乱 da を抑圧できる。
クτまでの伝達特性τ/ τr と Wτ-1を表したものであ
る。伝達特性τ/ τr は Wτによって高周波数域で小さ
く抑えられているので、 Wτで指定した高周波数域でノ
イズの影響を小さくできる。また、共振点を持たないの
で、安定性が優れている。図5(c)はモータに加わる外乱
dm から関節トルクまでの伝達特性τ/dm を表したもの
である。伝達特性τ/dm はほぼ0dB よりも小さく抑えら
れているので、モータに加わる外乱 dm を抑圧できる。
図5(d)はアームに加わる外乱 da から関節トルクτまで
の伝達特性τ/da を表したものである。伝達特性τ/da
はほぼ0dB よりも小さく抑えられているので、アームに
加わる外乱 da を抑圧できる。
【００２１】図６は本第１実施例の実験結果である。図
6(a)はアーム慣性モーメント Ja が最小、すなわち Ja
=Ja0−Δa のときの結果である。図6(b)はアーム慣性モ
ーメント Ja が最大、すなわち Ja =Ja0＋Δa のときの
結果である。いずれのときも、関節トルクτの立ち上が
りは速く、目標関節トルクτr に定常偏差を生じずに追
従しているので、減速機の摩擦を十分に抑圧することが
できる。
6(a)はアーム慣性モーメント Ja が最小、すなわち Ja
=Ja0−Δa のときの結果である。図6(b)はアーム慣性モ
ーメント Ja が最大、すなわち Ja =Ja0＋Δa のときの
結果である。いずれのときも、関節トルクτの立ち上が
りは速く、目標関節トルクτr に定常偏差を生じずに追
従しているので、減速機の摩擦を十分に抑圧することが
できる。
【００２２】（第２実施例）第２実施例においては、図
７に示すように、モータ１０の出力軸にモータ１０の回
転角度を検出する角度検出手段としてのエンコーダ７０
が取り付けられている。エンコーダから出力された角度
信号は、微分演算器５０により角速度信号に変換され
る。関節トルク制御器Ｋは、目標関節トルク値生成手段
６０から発生される目標関節トルク値と関節トルクセン
サ３０で検出される関節トルク値、及びモータ角速度か
らモータ１０の操作量を演算する。一般化プラントGpを
図８のように構成する。前記第１実施例と異なる点は二
つあり、第１点は、外部入力d を
７に示すように、モータ１０の出力軸にモータ１０の回
転角度を検出する角度検出手段としてのエンコーダ７０
が取り付けられている。エンコーダから出力された角度
信号は、微分演算器５０により角速度信号に変換され
る。関節トルク制御器Ｋは、目標関節トルク値生成手段
６０から発生される目標関節トルク値と関節トルクセン
サ３０で検出される関節トルク値、及びモータ角速度か
らモータ１０の操作量を演算する。一般化プラントGpを
図８のように構成する。前記第１実施例と異なる点は二
つあり、第１点は、外部入力d を
【数２６】 とすることである。ここで、d4は、モータ角速度ωm に
加わるノイズn を重み関数 Wn で重みづけるために導入
した信号であり、
加わるノイズn を重み関数 Wn で重みづけるために導入
した信号であり、
【数２７】 である。 Wn は、ノイズn の大きさを表し、定数とす
る。
る。
【００２３】第２点は、関節トルク制御器Ｋへの出力y
を、
を、
【数２８】 とすることである。ここで、ｅn は、モータ角速度ωm
とノイズn の偏差
とノイズn の偏差
【数２９】 である。このとき、一般化プラント GP の状態空間表現
は次のようになる。
は次のようになる。
【数３０】
【数３１】
【数３２】
【００２４】ただし、
【数３３】
【数３４】
【数３５】
【数３６】
【数３７】
【数３８】 xW: 状態変数 である。ここで、関節トルク制御器ｋは数２３、数２
４、数２５を満たすものとし、Ｄ−Ｋイタレーションを
用いて求める。
４、数２５を満たすものとし、Ｄ−Ｋイタレーションを
用いて求める。
【００２５】本第２実施例においても、関節トルク制御
器Ｋは数２３、数２４、数２５を満たすので、アーム慣
性モーメント Ja と伝達系ばね定数 Ks が変動しても、
関節トルクτを目標関節トルクτr に追従させ、伝達系
の摩擦を抑圧し、かつ伝達系の共振を抑えて安定化する
ことができる。そして、本第２実施例は、モータ角速度
をフィードバックしているので、十分に安定化でき、制
御系の帯域幅が広がるという実用上優れた利点がある。
器Ｋは数２３、数２４、数２５を満たすので、アーム慣
性モーメント Ja と伝達系ばね定数 Ks が変動しても、
関節トルクτを目標関節トルクτr に追従させ、伝達系
の摩擦を抑圧し、かつ伝達系の共振を抑えて安定化する
ことができる。そして、本第２実施例は、モータ角速度
をフィードバックしているので、十分に安定化でき、制
御系の帯域幅が広がるという実用上優れた利点がある。
【図１】第１実施例を示すブロック図
【図２】第１実施例で用いる制御対象のモデルのブロッ
ク線図
ク線図
【図３】第１実施例で用いる一般化プラントのブロック
線図
線図
【図４】第１実施例の関節トルク制御器の伝達特性を示
す線図
す線図
【図５】第１実施例の制御系の伝達特性を示す線図
【図６】第１実施例の制御系を実機に適用したときの関
節トルクの応答を示す図
節トルクの応答を示す図
【図７】第２実施例を示すブロック図
【図８】第２実施例で用いる一般化プラントのブロック
線図
線図
１、１０ モータ ２、２０ 減速機 ３、３０ 関節トルクセンサ ４、４０ アーム Ｋ 関節トルク制御器 ６、６０ 目標関節トルク値生成手段 ５０ 微分演算器 Ｍ マニピュレータ ７０ エンコーダ
Claims (1)
- 【請求項１】 伝達機構を介してリンクを駆動するモー
タと、伝達機構の後の出力トルクを検出するトルク検出
手段と、目標関節トルク値を生成する目標関節トルク値
生成手段と、生成された目標関節トルク値とトルク検出
手段で検出された出力トルク値から、モータの操作量を
演算する関節トルク制御演算手段と、を含み、 前記関節トルク制御演算手段は、所定のアーム慣性モー
メントの変動に対して、目標関節トルク値とモータに加
わる外乱、及びリンクに加わる外乱とを入力とし、それ
らの入力からトルク検出手段で検出された出力トルク値
までの伝達特性と、それらの入力から出力トルク値と目
標関節トルク値との偏差までの伝達特性とが、所定の大
きさ以下になるように構造化特異値を用いて構成したこ
とを特徴とするマニピュレータの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15253695A JPH08323670A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | マニピュレータの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15253695A JPH08323670A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | マニピュレータの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08323670A true JPH08323670A (ja) | 1996-12-10 |
Family
ID=15542596
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15253695A Pending JPH08323670A (ja) | 1995-05-26 | 1995-05-26 | マニピュレータの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08323670A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009036699A (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Mitsutoyo Corp | 表面形状測定装置 |
| JP2009220184A (ja) * | 2008-03-13 | 2009-10-01 | Nachi Fujikoshi Corp | 産業用ロボットの出力トルク制限回路 |
| JP2009269102A (ja) * | 2008-05-01 | 2009-11-19 | Sony Corp | アクチュエータ制御装置及びアクチュエータ制御方法、アクチュエータ、ロボット装置、並びにコンピュータ・プログラム |
| JP2016105686A (ja) * | 2014-11-21 | 2016-06-09 | キヤノン株式会社 | モータ駆動装置の制御装置、複軸モータ駆動装置の制御装置、及びモータ駆動装置の制御方法 |
-
1995
- 1995-05-26 JP JP15253695A patent/JPH08323670A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2009269102A (ja) * | 2008-05-01 | 2009-11-19 | Sony Corp | アクチュエータ制御装置及びアクチュエータ制御方法、アクチュエータ、ロボット装置、並びにコンピュータ・プログラム |
| US8340822B2 (en) | 2008-05-01 | 2012-12-25 | Sony Corporation | Actuator control device, actuator control method, actuator, robot apparatus, and computer program |
| EP2113449A3 (en) * | 2008-05-01 | 2017-11-15 | Sony Corporation | Actuator control device, actuator control method, actuator, robot apparatus, and computer program |
| JP2016105686A (ja) * | 2014-11-21 | 2016-06-09 | キヤノン株式会社 | モータ駆動装置の制御装置、複軸モータ駆動装置の制御装置、及びモータ駆動装置の制御方法 |
| US11148282B2 (en) | 2014-11-21 | 2021-10-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Control device for motor drive device, control device for multi-axial motor, and control method for motor drive device |
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