JPH09289788A - 同期制御装置 - Google Patents
同期制御装置Info
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- JPH09289788A JPH09289788A JP8122419A JP12241996A JPH09289788A JP H09289788 A JPH09289788 A JP H09289788A JP 8122419 A JP8122419 A JP 8122419A JP 12241996 A JP12241996 A JP 12241996A JP H09289788 A JPH09289788 A JP H09289788A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 精度の高い同期制御を実現し、かつ、位置指
令の入力や、主軸位置の検出に遅れがある場合でも同期
精度の劣化が少ない同期制御装置を提供する。 【解決手段】 主軸モータに同期して従属軸モータを駆
動する同期制御装置であり、予測装置１と、主軸装置２
と、従属軸装置３とから成る。予測装置１は、現在に至
るまでの過去複数点に入力した主軸位置指令増分値を記
憶する手段７と、記憶された値の内でＭ−１サンプリン
グ前に入力した主軸位置指令増分値Δｒs(i) を出力す
る手段７’と、現在に至るまでの過去複数点に入力した
主軸位置増分値を記憶する手段８と、ｄサンプリングの
遅れを含めた主軸装置の動特性モデル、記憶された前記
主軸位置指令増分値および前記主軸位置増分値により、
数サンプリング先までの複数個の主軸位置増分値の予測
値を求める演算器９と、得られた複数個の主軸位置増分
値の予測値から複数個の従属軸未来位置指令を求める変
換器１０とを備える。
令の入力や、主軸位置の検出に遅れがある場合でも同期
精度の劣化が少ない同期制御装置を提供する。 【解決手段】 主軸モータに同期して従属軸モータを駆
動する同期制御装置であり、予測装置１と、主軸装置２
と、従属軸装置３とから成る。予測装置１は、現在に至
るまでの過去複数点に入力した主軸位置指令増分値を記
憶する手段７と、記憶された値の内でＭ−１サンプリン
グ前に入力した主軸位置指令増分値Δｒs(i) を出力す
る手段７’と、現在に至るまでの過去複数点に入力した
主軸位置増分値を記憶する手段８と、ｄサンプリングの
遅れを含めた主軸装置の動特性モデル、記憶された前記
主軸位置指令増分値および前記主軸位置増分値により、
数サンプリング先までの複数個の主軸位置増分値の予測
値を求める演算器９と、得られた複数個の主軸位置増分
値の予測値から複数個の従属軸未来位置指令を求める変
換器１０とを備える。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、主軸モータに同期
して従属軸モータを駆動する同期制御装置に関する。
して従属軸モータを駆動する同期制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の同期制御技術では、主軸モータの
制御装置と従属軸モータの制御装置とにそれぞれ同期し
た指令を与えるか、主軸モータの現在位置に同期して従
属軸モータの制御装置へ指令を与えていた。さらに、予
見・予測制御を同期制御に適用した従来技術としては、
特願平６−２８８９９４において本出願人が提案した同
期制御装置がある。この装置は、主軸の未来位置を予測
して求めた従属軸の未来位置指令を用いて、従属軸を予
測制御するものである。
制御装置と従属軸モータの制御装置とにそれぞれ同期し
た指令を与えるか、主軸モータの現在位置に同期して従
属軸モータの制御装置へ指令を与えていた。さらに、予
見・予測制御を同期制御に適用した従来技術としては、
特願平６−２８８９９４において本出願人が提案した同
期制御装置がある。この装置は、主軸の未来位置を予測
して求めた従属軸の未来位置指令を用いて、従属軸を予
測制御するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の同期制
御技術では、主軸と従属軸の動特性の違いから精度の高
い同期制御は困難であった。特願平６−２８８９９４の
装置は、この問題を解決するために考案されたもので、
同期精度を向上させるものである。しかしこの装置で
は、未来主軸位置の予測の際に未来ではなく現在時刻の
主軸位置指令を用いているため、主軸位置指令の変化時
に、その変化への対応が遅れ同期精度が劣化するという
問題があった。またこれらの従来技術では、主軸制御装
置および従属軸制御装置への位置指令の入力や、主軸位
置の検出に遅れがある場合、その遅れの分だけさらに同
期精度が劣化するという問題があった。そこで本発明
は、従来技術よりも精度の高い同期制御を実現し、か
つ、位置指令の入力や、主軸位置の検出に遅れがある場
合でも同期精度の劣化が少ない同期制御装置を提供する
ことを目的とする。
御技術では、主軸と従属軸の動特性の違いから精度の高
い同期制御は困難であった。特願平６−２８８９９４の
装置は、この問題を解決するために考案されたもので、
同期精度を向上させるものである。しかしこの装置で
は、未来主軸位置の予測の際に未来ではなく現在時刻の
主軸位置指令を用いているため、主軸位置指令の変化時
に、その変化への対応が遅れ同期精度が劣化するという
問題があった。またこれらの従来技術では、主軸制御装
置および従属軸制御装置への位置指令の入力や、主軸位
置の検出に遅れがある場合、その遅れの分だけさらに同
期精度が劣化するという問題があった。そこで本発明
は、従来技術よりも精度の高い同期制御を実現し、か
つ、位置指令の入力や、主軸位置の検出に遅れがある場
合でも同期精度の劣化が少ない同期制御装置を提供する
ことを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め本発明では、主軸モータに同期して従属軸モータを駆
動する同期制御装置であり、主軸位置指令のサンプリン
グ周期間の増分値Δｒs (i+M-1) とＫ (Ｋ≧0)サンプリ
ング前の主軸位置増分値Δｙs (i-K) とを入力し、主軸
位置指令増分値Δｒs (i) と数サンプリング先までの複
数個の従属軸未来位置指令増分値Δｒz (i+m),m=D+1,D+
2,…,D+Mとを出力する予測装置と、前記主軸位置指令増
分値のｄ (ｄ≧0)サンプリング遅れた信号Δｒs (i-d)
を入力し、主軸モータを駆動制御し、主軸位置増分値Δ
ｙs (i) を出力する主軸装置と、前記複数個の従属軸未
来位置指令増分値のＤ( Ｄ≧0)サンプリング遅れた信号
Δｒz (i+m),m=1,2,…,Mを入力し、従属軸の動特性モデ
ルを用いて予測した従属軸位置が従属軸未来位置指令と
一致するように従属軸モータを駆動制御する従属軸装置
とから成り、前記予測装置において、現在に至るまでの
過去複数点に入力した前記主軸位置指令増分値を記憶す
る手段と、記憶された値の内でＭ−１サンプリング前に
入力した前記主軸位置指令増分値Δｒs (i) を出力する
手段と、現在に至るまでの過去複数点に入力した前記主
軸位置増分値を記憶する手段と、ｄサンプリングの遅れ
を含めた主軸装置の動特性モデル、記憶された前記主軸
位置指令増分値および前記主軸位置増分値により、数サ
ンプリング先までの複数個の主軸位置増分値の予測値を
求める演算器と、得られた複数個の主軸位置増分値の予
測値から複数個の従属軸未来位置指令を求める変換器と
を備えたことを特徴とする。
め本発明では、主軸モータに同期して従属軸モータを駆
動する同期制御装置であり、主軸位置指令のサンプリン
グ周期間の増分値Δｒs (i+M-1) とＫ (Ｋ≧0)サンプリ
ング前の主軸位置増分値Δｙs (i-K) とを入力し、主軸
位置指令増分値Δｒs (i) と数サンプリング先までの複
数個の従属軸未来位置指令増分値Δｒz (i+m),m=D+1,D+
2,…,D+Mとを出力する予測装置と、前記主軸位置指令増
分値のｄ (ｄ≧0)サンプリング遅れた信号Δｒs (i-d)
を入力し、主軸モータを駆動制御し、主軸位置増分値Δ
ｙs (i) を出力する主軸装置と、前記複数個の従属軸未
来位置指令増分値のＤ( Ｄ≧0)サンプリング遅れた信号
Δｒz (i+m),m=1,2,…,Mを入力し、従属軸の動特性モデ
ルを用いて予測した従属軸位置が従属軸未来位置指令と
一致するように従属軸モータを駆動制御する従属軸装置
とから成り、前記予測装置において、現在に至るまでの
過去複数点に入力した前記主軸位置指令増分値を記憶す
る手段と、記憶された値の内でＭ−１サンプリング前に
入力した前記主軸位置指令増分値Δｒs (i) を出力する
手段と、現在に至るまでの過去複数点に入力した前記主
軸位置増分値を記憶する手段と、ｄサンプリングの遅れ
を含めた主軸装置の動特性モデル、記憶された前記主軸
位置指令増分値および前記主軸位置増分値により、数サ
ンプリング先までの複数個の主軸位置増分値の予測値を
求める演算器と、得られた複数個の主軸位置増分値の予
測値から複数個の従属軸未来位置指令を求める変換器と
を備えたことを特徴とする。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的実施例を図
１に示して説明する。図中１は、予測装置であり、現在
時刻ｉにおいて、主軸回転位置の目標指令のサンプリン
グ周期間の増分値Δｒs (i+M-1) と、Ｋ( Ｋ≧0)サンプ
リング前の主軸位置増分値Δｙs (i-K) とを入力し、現
在時刻の主軸位置指令増分値Δｒs (i) と、数サンプリ
ング先までの複数個の従属軸未来位置指令増分値Δｒz
(i+m),m=D+1,D+2,…,D+Mとを出力する。Δは、サンプリ
ング周期間の増分値を表す。予測装置１において、７
は、現在に至るまでの過去複数点に入力した前記主軸位
置指令増分値を記憶するメモリである。７’は記憶され
た値の内でＭ−１サンプリング前に入力した前記主軸位
置指令増分値Δｒs (i) を、現在時刻の主軸位置指令増
分値として出力する手段である。８は、現在に至るまで
の過去複数点に入力した前記主軸位置増分値を記憶する
メモリである。９は、遅延要素４を含めた主軸装置２の
動特性モデル、記憶された前記主軸位置指令増分値およ
び前記主軸位置増分値により、数サンプリング先までの
複数個の主軸位置増分値の予測値Δｙs * (i+m), m=D+
1,D+2, …,D+Mを求める演算器である。１０は、得られ
た前記複数個の主軸位置増分値の予測値から、前記複数
個の従属軸未来位置指令増分値Δｒz (i+m), m=D+1,D+
2, …,D+Mを求める変換器であり、例えば、主軸と従属
軸の動きが相似形である場合には、定数を乗ずる乗算器
で実現される。４、５、および、６は、各装置間で位置
指令増分値と主軸位置を伝達する際に、伝送、演算、検
出等の処理のために生じる遅延要素である。前記主軸位
置指令増分値Δｒs (i) は、遅延要素４によりｄ( ｄ≧
0)サンプリング遅れ、Δｒs (i-d)が主軸装置２に入力
される。主軸装置２において、１３は、入力された前記
主軸位置指令増分値Δｒs (i-d) より主軸位置指令ｒs
(i-d) を求める積算器、１１は、前記主軸位置指令ｒ
s(i-d) を入力し、その値に従って主軸モータ１２の位
置ｙs (i) を制御する主軸制御器である。１４は、主軸
位置ｙs (i) から増分値Δｙs (i) を求める差分器であ
る。主軸位置増分値Δｙs (i) は、主軸装置２から出力
され、遅延要素５によりＫ( Ｋ≧0)サンプリング遅れΔ
ｙs (i-K) となり、前記予測装置１に入力される。前記
複数個の従属軸未来位置指令増分値は、遅延要素６によ
りＤ( Ｄ≧0)サンプリング遅れ、Δｒz (i+m),m=1,2,
…,Mが従属軸装置３に入力される。従属軸装置３におい
て、１６は入力した速度指令に従って、従属軸モータ１
７の速度を制御する従属軸制御器である。１８は、従属
軸モータ１７の位置ｙz (i) から増分値Δｙz (i) を求
める差分器である。１５は、従属軸制御器１６を含めた
従属軸モータ１７の動特性モデルと、前記従属軸位置増
分値Δｙz (i) とを用いて予測した、数サンプリング先
までの従属軸の位置が、前記複数個の従属軸未来位置指
令増分値Δｒz (i+m),m=1,2,…,Mから決まる従属軸未来
位置指令ｒz(i+m),m=1,2,…,Mと一致するように、予測
制御によって速度指令ｖ(i) を決定する予測制御器であ
る。この予測制御器として、例えば特願平５−１９７９
５６で提案したものを用いた場合、速度指令ｖ(i) は次
式で決定される。
１に示して説明する。図中１は、予測装置であり、現在
時刻ｉにおいて、主軸回転位置の目標指令のサンプリン
グ周期間の増分値Δｒs (i+M-1) と、Ｋ( Ｋ≧0)サンプ
リング前の主軸位置増分値Δｙs (i-K) とを入力し、現
在時刻の主軸位置指令増分値Δｒs (i) と、数サンプリ
ング先までの複数個の従属軸未来位置指令増分値Δｒz
(i+m),m=D+1,D+2,…,D+Mとを出力する。Δは、サンプリ
ング周期間の増分値を表す。予測装置１において、７
は、現在に至るまでの過去複数点に入力した前記主軸位
置指令増分値を記憶するメモリである。７’は記憶され
た値の内でＭ−１サンプリング前に入力した前記主軸位
置指令増分値Δｒs (i) を、現在時刻の主軸位置指令増
分値として出力する手段である。８は、現在に至るまで
の過去複数点に入力した前記主軸位置増分値を記憶する
メモリである。９は、遅延要素４を含めた主軸装置２の
動特性モデル、記憶された前記主軸位置指令増分値およ
び前記主軸位置増分値により、数サンプリング先までの
複数個の主軸位置増分値の予測値Δｙs * (i+m), m=D+
1,D+2, …,D+Mを求める演算器である。１０は、得られ
た前記複数個の主軸位置増分値の予測値から、前記複数
個の従属軸未来位置指令増分値Δｒz (i+m), m=D+1,D+
2, …,D+Mを求める変換器であり、例えば、主軸と従属
軸の動きが相似形である場合には、定数を乗ずる乗算器
で実現される。４、５、および、６は、各装置間で位置
指令増分値と主軸位置を伝達する際に、伝送、演算、検
出等の処理のために生じる遅延要素である。前記主軸位
置指令増分値Δｒs (i) は、遅延要素４によりｄ( ｄ≧
0)サンプリング遅れ、Δｒs (i-d)が主軸装置２に入力
される。主軸装置２において、１３は、入力された前記
主軸位置指令増分値Δｒs (i-d) より主軸位置指令ｒs
(i-d) を求める積算器、１１は、前記主軸位置指令ｒ
s(i-d) を入力し、その値に従って主軸モータ１２の位
置ｙs (i) を制御する主軸制御器である。１４は、主軸
位置ｙs (i) から増分値Δｙs (i) を求める差分器であ
る。主軸位置増分値Δｙs (i) は、主軸装置２から出力
され、遅延要素５によりＫ( Ｋ≧0)サンプリング遅れΔ
ｙs (i-K) となり、前記予測装置１に入力される。前記
複数個の従属軸未来位置指令増分値は、遅延要素６によ
りＤ( Ｄ≧0)サンプリング遅れ、Δｒz (i+m),m=1,2,
…,Mが従属軸装置３に入力される。従属軸装置３におい
て、１６は入力した速度指令に従って、従属軸モータ１
７の速度を制御する従属軸制御器である。１８は、従属
軸モータ１７の位置ｙz (i) から増分値Δｙz (i) を求
める差分器である。１５は、従属軸制御器１６を含めた
従属軸モータ１７の動特性モデルと、前記従属軸位置増
分値Δｙz (i) とを用いて予測した、数サンプリング先
までの従属軸の位置が、前記複数個の従属軸未来位置指
令増分値Δｒz (i+m),m=1,2,…,Mから決まる従属軸未来
位置指令ｒz(i+m),m=1,2,…,Mと一致するように、予測
制御によって速度指令ｖ(i) を決定する予測制御器であ
る。この予測制御器として、例えば特願平５−１９７９
５６で提案したものを用いた場合、速度指令ｖ(i) は次
式で決定される。
【０００６】
【数４】
【０００７】ここでＭz は予測区間、ｅ(i) は位置偏
差、すなわち、ｅ(i)=ｒz (i)-ｙz (i) 、N az, N bzは
従属軸の前記動特性モデルの次数、ｖm ，ｐn , Ｅ, ｇ
n は予測制御用定数である。予測制御で求められた速度
指令ｖ(i) は、加算器２０によって、微調整装置１９の
出力の( Ｄ≧0)サンプリング遅れた信号と加算され、そ
の加算値が速度指令として前記従属軸制御器１６に入力
される。微調整装置１９は、前記メモリ７に記憶された
主軸位置指令増分値Δｒs を乗数倍した信号Ｋ2 ・Δｒ
s と、前記メモリ８に記憶された主軸位置増分値Δｙs
（あるいは、前記主軸位置増分値の予測値Δｙs * ）を
乗数倍した信号Ｋ1 ・Δｙs （あるいは、Ｋ1 ・Δｙs
* ）とを加算した信号を出力する。ここで前記乗数Ｋ1
およびＫ2 は可変であり、同期ずれの微調整用として用
いられる。
差、すなわち、ｅ(i)=ｒz (i)-ｙz (i) 、N az, N bzは
従属軸の前記動特性モデルの次数、ｖm ，ｐn , Ｅ, ｇ
n は予測制御用定数である。予測制御で求められた速度
指令ｖ(i) は、加算器２０によって、微調整装置１９の
出力の( Ｄ≧0)サンプリング遅れた信号と加算され、そ
の加算値が速度指令として前記従属軸制御器１６に入力
される。微調整装置１９は、前記メモリ７に記憶された
主軸位置指令増分値Δｒs を乗数倍した信号Ｋ2 ・Δｒ
s と、前記メモリ８に記憶された主軸位置増分値Δｙs
（あるいは、前記主軸位置増分値の予測値Δｙs * ）を
乗数倍した信号Ｋ1 ・Δｙs （あるいは、Ｋ1 ・Δｙs
* ）とを加算した信号を出力する。ここで前記乗数Ｋ1
およびＫ2 は可変であり、同期ずれの微調整用として用
いられる。
【０００８】以下、予測装置１内の演算器９について詳
しく説明する。前記演算器９は、メモリ７に記憶された
前記主軸位置指令増分値Δｒs より主軸位置指令ｒs (i
+M-1),ｒs (i+M-2),…, ｒs (i-K-Nb ) を演算し記憶す
る手段と、メモリ８に記憶された前記主軸位置増分値Δ
ｙs より主軸位置ｙs (i-K),ｙs (i-K-1),…, ｙs (i-K
-Na ) を演算し記憶する手段と、記憶された前記主軸位
置指令ｒs と前記主軸位置ｙs より、主軸位置増分値の
予測値Δｙs * (i+m), m=D+1,D+2, …,D+Mを、
しく説明する。前記演算器９は、メモリ７に記憶された
前記主軸位置指令増分値Δｒs より主軸位置指令ｒs (i
+M-1),ｒs (i+M-2),…, ｒs (i-K-Nb ) を演算し記憶す
る手段と、メモリ８に記憶された前記主軸位置増分値Δ
ｙs より主軸位置ｙs (i-K),ｙs (i-K-1),…, ｙs (i-K
-Na ) を演算し記憶する手段と、記憶された前記主軸位
置指令ｒs と前記主軸位置ｙs より、主軸位置増分値の
予測値Δｙs * (i+m), m=D+1,D+2, …,D+Mを、
【０００９】
【数５】
【００１０】として決定する手段とを備えることで実現
される。ここで、N a , N b , A mn,B mnは、遅延要素
４を含めた主軸装置２の動特性モデルより求める定数で
ある。また、演算器９は、メモリ７とメモリ８に記憶さ
れた前記主軸位置指令増分値Δｒs と前記主軸位置増分
値Δｙs より、主軸位置増分値の予測値Δｙs * (i+m),
m=D+1,D+2, …,D+Mを、
される。ここで、N a , N b , A mn,B mnは、遅延要素
４を含めた主軸装置２の動特性モデルより求める定数で
ある。また、演算器９は、メモリ７とメモリ８に記憶さ
れた前記主軸位置指令増分値Δｒs と前記主軸位置増分
値Δｙs より、主軸位置増分値の予測値Δｙs * (i+m),
m=D+1,D+2, …,D+Mを、
【００１１】
【数６】
【００１２】として決定する手段を備えたものでも実現
できる。ここで、N a , N b , A mn,B mnは、遅延要素
４を含めた主軸装置２の動特性モデルより求める定数で
ある。さらにまた、演算器９は、メモリ７に記憶された
前記主軸位置指令増分値Δｒs より主軸位置指令ｒs (i
+M-1),ｒs (i+M-2),…, ｒs (i-K-Nb +1) を演算し記憶
する手段と、記憶された前記主軸位置指令ｒs とメモリ
８に記憶された前記主軸位置増分値Δｙs より、主軸位
置増分値の予測値Δｙs * (i+m), m=D+1,D+2,…,D+M
を、
できる。ここで、N a , N b , A mn,B mnは、遅延要素
４を含めた主軸装置２の動特性モデルより求める定数で
ある。さらにまた、演算器９は、メモリ７に記憶された
前記主軸位置指令増分値Δｒs より主軸位置指令ｒs (i
+M-1),ｒs (i+M-2),…, ｒs (i-K-Nb +1) を演算し記憶
する手段と、記憶された前記主軸位置指令ｒs とメモリ
８に記憶された前記主軸位置増分値Δｙs より、主軸位
置増分値の予測値Δｙs * (i+m), m=D+1,D+2,…,D+M
を、
【００１３】
【数７】
【００１４】として決定する手段を備えたものでも実現
できる。ここで、N a , N b , A mn,B mnは、遅延要素
４を含めた主軸装置２の動特性モデルより求める定数で
ある。
できる。ここで、N a , N b , A mn,B mnは、遅延要素
４を含めた主軸装置２の動特性モデルより求める定数で
ある。
【００１５】まず、(2) 式の導出を行う。いま主軸位置
指令ｒs (i) から主軸位置ｙs (i)までの伝達関数モデ
ルが、 Ｇry(z) = (b1z-1 +… + bNbz -Nb ) / (1 - a1z-1 -… - aNaz -Na ) (5) の離散時間系で得られているとすると、その入出力モデ
ルは次式となる。
指令ｒs (i) から主軸位置ｙs (i)までの伝達関数モデ
ルが、 Ｇry(z) = (b1z-1 +… + bNbz -Nb ) / (1 - a1z-1 -… - aNaz -Na ) (5) の離散時間系で得られているとすると、その入出力モデ
ルは次式となる。
【００１６】
【数８】
【００１７】時刻ｉにおいては、時刻i-K までの主軸位
置実測値ｙs (i-n) (n≧K)が得られているため、それ以
降の主軸位置のモデル推定値
置実測値ｙs (i-n) (n≧K)が得られているため、それ以
降の主軸位置のモデル推定値
【００１８】
【数９】
【００１９】そこで時刻i-K 以降の主軸位置を
【００２０】
【数１０】
【００２１】で予測すると前記(2) 式を得る。ただし、
係数A mn, B mnは、次式と(9) 式で与えられる。
係数A mn, B mnは、次式と(9) 式で与えられる。
【００２２】
【数１１】
【００２３】次に(3) 式の導出を行う。いま主軸位置指
令増分値Δｒs (i) から主軸位置増分値Δｙs (i) まで
の伝達関数モデルが、 Ｇdd(z) = (b1z-1 +… + bNbz -Nb ) / (1 - a1z-1 -… - aNaz -Na )(12) の離散時間系で得られているとすると、その入出力モデ
ルは次式となる。
令増分値Δｒs (i) から主軸位置増分値Δｙs (i) まで
の伝達関数モデルが、 Ｇdd(z) = (b1z-1 +… + bNbz -Nb ) / (1 - a1z-1 -… - aNaz -Na )(12) の離散時間系で得られているとすると、その入出力モデ
ルは次式となる。
【００２４】
【数１２】
【００２５】時刻ｉにおいては、時刻i-K までの主軸位
置増分値の実測値Δｙs (i-n) (n≧K)が得られているた
め、それ以降の主軸位置増分値を実測値を用いて、
置増分値の実測値Δｙs (i-n) (n≧K)が得られているた
め、それ以降の主軸位置増分値を実測値を用いて、
【００２６】
【数１３】
【００２７】で予測すると前記(3) 式を得る。ただし、
係数A mn, B mnは次式で与えられる。
係数A mn, B mnは次式で与えられる。
【００２８】
【数１４】
【００２９】さらに、(4) 式の導出を行う。いま主軸位
置指令ｒs (i) から主軸位置増分値Δｙs (i) までの伝
達関数モデルが、 Ｇrd(z) = (b1z-1+ …+bNbz -Nb ) / (1-a1z-1- …-aNaz -Na ) (16) の離散時間系で得られているとすると、その入出力モデ
ルは次式となる。
置指令ｒs (i) から主軸位置増分値Δｙs (i) までの伝
達関数モデルが、 Ｇrd(z) = (b1z-1+ …+bNbz -Nb ) / (1-a1z-1- …-aNaz -Na ) (16) の離散時間系で得られているとすると、その入出力モデ
ルは次式となる。
【００３０】
【数１５】
【００３１】時刻ｉにおいては、時刻i-K までの主軸位
置増分値の実測値Δｙs (i-n) (n≧K)が得られているた
め、それ以降の主軸位置増分値を実測値を用いて、
置増分値の実測値Δｙs (i-n) (n≧K)が得られているた
め、それ以降の主軸位置増分値を実測値を用いて、
【００３２】
【数１６】
【００３３】で予測すると前記(4) 式を得る。ただし、
係数A mn, B mnは次式で与えられる。
係数A mn, B mnは次式で与えられる。
【００３４】
【数１７】
【００３５】また、主軸装置２や従属軸装置３におい
て、そのサンプリング周期が予測装置１のサンプリング
周期の１／ｎである場合には、入力した位置指令増分値
を１／ｎ倍して用いれば良い。
て、そのサンプリング周期が予測装置１のサンプリング
周期の１／ｎである場合には、入力した位置指令増分値
を１／ｎ倍して用いれば良い。
【００３６】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、位
置指令増分値の入力遅れや、主軸位置増分値の検出遅れ
の有無にかかわらず、従来よりも高精度の同期動作が可
能な同期制御装置が実現されるという効果がある。
置指令増分値の入力遅れや、主軸位置増分値の検出遅れ
の有無にかかわらず、従来よりも高精度の同期動作が可
能な同期制御装置が実現されるという効果がある。
【図１】 本発明の具体的実施例を示す図
１ 予測装置 ２ 主軸装置 ３ 従属軸装置 ４、５、６ 遅延要素 ７ 主軸位置指令増分値を記憶するメモリ ７’Δｒs (i) を出力する手段 ８ 主軸位置増分値を記憶するメモリ ９ 主軸未来位置増分値の予測値を求める演算器 １０ 主軸未来位置増分値の予測値から従属軸未来位置
指令増分値を求める変換器 １１ 主軸制御器 １２ 主軸モータ １３ 積算器 １４、１８ 差分器 １５ 予測制御器 １６ 従属軸制御器 １７ 従属軸モータ １９ 微調整装置 ２０ 加算器
指令増分値を求める変換器 １１ 主軸制御器 １２ 主軸モータ １３ 積算器 １４、１８ 差分器 １５ 予測制御器 １６ 従属軸制御器 １７ 従属軸モータ １９ 微調整装置 ２０ 加算器
Claims (5)
- 【請求項１】 主軸モータに同期して従属軸モータを駆
動する同期制御装置であり、 主軸位置指令のサンプリ
ング周期間の増分値Δｒs (i+M-1) とＫ (Ｋ≧0)サンプ
リング前の主軸位置増分値Δｙs (i-K) とを入力し、主
軸位置指令増分値Δｒs (i) と数サンプリング先までの
複数個の従属軸未来位置指令増分値Δｒz (i+m),m=D+1,
D+2,…,D+Mとを出力する予測装置と、 前記主軸位置指令増分値のｄ（ｄ≧0)サンプリング遅れ
た信号Δｒs (i-d) を入力し、主軸モータを駆動制御
し、主軸位置増分値Δｙs (i) を出力する主軸装置と、 前記複数個の従属軸未来位置指令増分値のＤ（Ｄ≧0)サ
ンプリング遅れた信号Δｒz (i+m),m=1,2,…,Mを入力
し、従属軸の動特性モデルを用いて予測した従属軸位置
が従属軸未来位置指令と一致するように従属軸モータを
駆動制御する従属軸装置とから成り、 前記予測装置において、現在に至るまでの過去複数点に
入力した前記主軸位置指令増分値を記憶する手段と、記
憶された値の内でＭ−１サンプリング前に入力した前記
主軸位置指令増分値Δｒs (i) を出力する手段と、現在
に至るまでの過去複数点に入力した前記主軸位置増分値
を記憶する手段と、ｄサンプリングの遅れを含めた主軸
装置の動特性モデル、記憶された前記主軸位置指令増分
値および前記主軸位置増分値により、数サンプリング先
までの複数個の主軸位置増分値の予測値を求める演算器
と、得られた複数個の主軸位置増分値の予測値から複数
個の従属軸未来位置指令を求める変換器とを備えたこと
を特徴とする同期制御装置。 - 【請求項２】 前記予測装置内の演算器において、記憶
された前記主軸位置指令増分値Δｒs より主軸位置指令
ｒs を演算し記憶する手段と、記憶された前記主軸位置
増分値Δｙs より主軸位置ｙs を演算し記憶する手段
と、記憶された前記主軸位置指令ｒs と前記主軸位置ｙ
s より、主軸位置増分値の予測値Δｙs * (i+m), m=D+1,
D+2, …,D+Mを、 【数１】 Δｙs * (i+m) = ｙs * (i+m) −ｙs * (i+m-1) ここで、N a , N b , A mn, B mnは、主軸装置の動特性
モデルより求める定数である。として決定する手段とを
備えたことを特徴とする請求項１記載の同期制御装置。 - 【請求項３】 前記予測装置内の演算器において、記憶
された前記主軸位置指令増分値Δｒs と前記主軸位置増
分値Δｙs より、主軸位置増分値の予測値Δｙs * (i+
m), m=D+1,D+2, …,D+Mを、 【数２】 ここで、 Na ,Nb , Amn, Bmnは、主軸装置の動特性モ
デルより求める定数ある。として決定する手段を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の同期制御装置。 - 【請求項４】 前記予測装置内の演算器において、記憶
された前記主軸位置指令増分値Δｒs より主軸位置指令
ｒs を演算し記憶する手段と、記憶された前記主軸位置
指令ｒs と前記主軸位置増分値Δｙs より、主軸位置増
分値の予測値Δｙs * (i+m), m=D+1,D+2, …,D+Mを、 【数３】 ここで、 Na ,Nb , Amn, Bmnは、主軸装置の動特性モ
デルより求める定数である。として決定する手段を備え
たことを特徴とする請求項１記載の同期制御装置。 - 【請求項５】 前記予測装置内に記憶された前記主軸位
置指令増分値Δｒsを乗数倍した信号と、前記主軸位置
増分値Δｙs 、あるいは、前記主軸位置増分値の予測値
Δｙs * を乗数倍した信号とを加算する手段と、その加
算値のＤ（Ｄ≧0 ）サンプリング遅れた信号を前記従属
軸装置内の予測制御演算値に加算する手段と、前記各乗
数値を変化させることにより同期ずれの微調整をする手
段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至４記載の同
期制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12241996A JP3551345B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 同期制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12241996A JP3551345B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 同期制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289788A true JPH09289788A (ja) | 1997-11-04 |
| JP3551345B2 JP3551345B2 (ja) | 2004-08-04 |
Family
ID=14835368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12241996A Expired - Fee Related JP3551345B2 (ja) | 1996-04-19 | 1996-04-19 | 同期制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3551345B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012124144A1 (ja) | 2011-03-15 | 2012-09-20 | オムロン株式会社 | 演算ユニット、出力制御方法、およびプログラム |
| WO2012124143A1 (ja) | 2011-03-15 | 2012-09-20 | オムロン株式会社 | 演算ユニット、支援装置、出力制御方法、表示制御方法、およびプログラム |
| WO2014133944A3 (en) * | 2013-02-28 | 2015-08-27 | Cirrus Logic, Inc. | Position estimation system and method for an electric motor |
| CN108540017A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-09-14 | 浙江大学 | 一种在单片机上基于预测函数控制的电机跟踪控制方法 |
-
1996
- 1996-04-19 JP JP12241996A patent/JP3551345B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012124144A1 (ja) | 2011-03-15 | 2012-09-20 | オムロン株式会社 | 演算ユニット、出力制御方法、およびプログラム |
| WO2012124143A1 (ja) | 2011-03-15 | 2012-09-20 | オムロン株式会社 | 演算ユニット、支援装置、出力制御方法、表示制御方法、およびプログラム |
| US9869979B2 (en) | 2011-03-15 | 2018-01-16 | Omron Corporation | Computation unit, output control method, and program |
| US9891610B2 (en) | 2011-03-15 | 2018-02-13 | Omron Corporation | Computation unit, assistance device, output control method, display control method, and program |
| WO2014133944A3 (en) * | 2013-02-28 | 2015-08-27 | Cirrus Logic, Inc. | Position estimation system and method for an electric motor |
| CN108540017A (zh) * | 2018-01-15 | 2018-09-14 | 浙江大学 | 一种在单片机上基于预测函数控制的电机跟踪控制方法 |
| CN108540017B (zh) * | 2018-01-15 | 2019-11-22 | 浙江大学 | 一种在单片机上基于预测函数控制的电机跟踪控制方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3551345B2 (ja) | 2004-08-04 |
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