JPH0962343A - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
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- JPH0962343A JPH0962343A JP21506495A JP21506495A JPH0962343A JP H0962343 A JPH0962343 A JP H0962343A JP 21506495 A JP21506495 A JP 21506495A JP 21506495 A JP21506495 A JP 21506495A JP H0962343 A JPH0962343 A JP H0962343A
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- plant
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- Testing And Monitoring For Control Systems (AREA)
- Moving Of Head For Track Selection And Changing (AREA)
- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
- Control Of Linear Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 制御対象であるプラント（アクチュエータ）
のオーバラン、オーバシュート、速度オーバー、アクチ
ュエータ異常等の各種異常を各々に対応するセンサ出力
をそのまま用いなくても検知し得るようにした制御装置
の提供。 【解決手段】 制御対象のプラントＰ６に印加される電
流ｉ及びプラントＰ６の位置ｐｓを直接測定することに
より得られる２つの情報は完全次元オブザーバ７に入力
され状態空間方程式と出力方程式によって、推定位置α
ｐｓ、推定速度αｖ、推定加速度αadisの３つの情報を
持つ推定状態量になる。この推定状態量は、異常検知手
段８に入力され、推定状態量の一情報の値、または、複
数の情報の組み合わせの値と予め設定してある所定の値
とを比較してオーバラン、オーバシュート等であるかど
うかの各種異常信号ｗ１，ｗ２…を出力する。
のオーバラン、オーバシュート、速度オーバー、アクチ
ュエータ異常等の各種異常を各々に対応するセンサ出力
をそのまま用いなくても検知し得るようにした制御装置
の提供。 【解決手段】 制御対象のプラントＰ６に印加される電
流ｉ及びプラントＰ６の位置ｐｓを直接測定することに
より得られる２つの情報は完全次元オブザーバ７に入力
され状態空間方程式と出力方程式によって、推定位置α
ｐｓ、推定速度αｖ、推定加速度αadisの３つの情報を
持つ推定状態量になる。この推定状態量は、異常検知手
段８に入力され、推定状態量の一情報の値、または、複
数の情報の組み合わせの値と予め設定してある所定の値
とを比較してオーバラン、オーバシュート等であるかど
うかの各種異常信号ｗ１，ｗ２…を出力する。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、制御装置に関し、
より詳細には、リニアモータを使った光ディスクドライ
ブのシーク系の位置決めにも適用し得る制御装置に関す
る。
より詳細には、リニアモータを使った光ディスクドライ
ブのシーク系の位置決めにも適用し得る制御装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来技術の制御装置の一例として、外乱
トルクオブザーバの出力を用いてアクチュエータの異常
を検知する方法がある（特開平６−２８４７６４号公
報、参照）。これは、モータ電流と回転速度とを外乱ト
ルクオブザーバに入力し外乱トルクを推定し、推定外乱
トルクをフィードバックすることにより外乱を抑圧して
いる。また、推定外乱トルクの値が許容外乱トルクの値
を越えたときに異常を検知して、モータに逆トルクを発
生させる電流命令を加えて、過負荷の回避動作をすばや
く行っている。
トルクオブザーバの出力を用いてアクチュエータの異常
を検知する方法がある（特開平６−２８４７６４号公
報、参照）。これは、モータ電流と回転速度とを外乱ト
ルクオブザーバに入力し外乱トルクを推定し、推定外乱
トルクをフィードバックすることにより外乱を抑圧して
いる。また、推定外乱トルクの値が許容外乱トルクの値
を越えたときに異常を検知して、モータに逆トルクを発
生させる電流命令を加えて、過負荷の回避動作をすばや
く行っている。
【０００３】上記従来例の場合、外乱による過負荷運転
の回避や、アクチュエータによって移動させられる対象
物の衝突をすばやく検出することはできるが、装置の異
常検知の判定基準に推定外乱トルクしか用いていないた
め、速度や位置の異常は検知できない。また、速度や位
置の異常検知の判断基準に速度センサや位置センサの出
力をそのまま用いることが最も一般的であるが、その場
合の異常検知精度や種類は、センサの精度や感度、セン
サの出力に含まれるノイズ及び取付けるセンサの数に依
存してしまう。
の回避や、アクチュエータによって移動させられる対象
物の衝突をすばやく検出することはできるが、装置の異
常検知の判定基準に推定外乱トルクしか用いていないた
め、速度や位置の異常は検知できない。また、速度や位
置の異常検知の判断基準に速度センサや位置センサの出
力をそのまま用いることが最も一般的であるが、その場
合の異常検知精度や種類は、センサの精度や感度、セン
サの出力に含まれるノイズ及び取付けるセンサの数に依
存してしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した従
来の問題点に鑑みてなされたもので、制御装置の各種の
異常を検知し、異常の検知出力によってプラントの動作
を抑制し、異常の検知出力によってプラントの操作量を
切換えるようにする制御装置において、速度センサや加
速度センサ出力をそのまま用いなくても高精度にオーバ
シュート、オーバラン、速度超過、アクチュエータ異
常、アクチュエータの設置異常といった各種の異常を検
知するようにした制御装置を提供することをその課題と
するものである。
来の問題点に鑑みてなされたもので、制御装置の各種の
異常を検知し、異常の検知出力によってプラントの動作
を抑制し、異常の検知出力によってプラントの操作量を
切換えるようにする制御装置において、速度センサや加
速度センサ出力をそのまま用いなくても高精度にオーバ
シュート、オーバラン、速度超過、アクチュエータ異
常、アクチュエータの設置異常といった各種の異常を検
知するようにした制御装置を提供することをその課題と
するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、制御
対象であるプラントと、目標位置等が入力され前記プラ
ントを制御するための操作量を出力するコントローラ
と、前記操作量と前記プラントを測定した状態量とが入
力され、プラントのノミナルモデルと外乱を含む推定状
態量を推定し出力する完全次元オブザーバとを有し、前
記プラントを測定した状態量と前記推定状態量をコント
ローラに入力し、前記プラントをフィードバック制御す
る制御装置において、前記完全次元オブザーバの出力に
よる推定状態量が入力され、該推定状態量中の一情報も
しくは複数の情報の組み合わせと所定の値とを比較して
前記プラントの各種異常を検知する異常検知手段を備
え、センサの精度が低かったり、センサが無く測定して
いない状態量があっても、高精度に各種の異常検知をす
るものである。
対象であるプラントと、目標位置等が入力され前記プラ
ントを制御するための操作量を出力するコントローラ
と、前記操作量と前記プラントを測定した状態量とが入
力され、プラントのノミナルモデルと外乱を含む推定状
態量を推定し出力する完全次元オブザーバとを有し、前
記プラントを測定した状態量と前記推定状態量をコント
ローラに入力し、前記プラントをフィードバック制御す
る制御装置において、前記完全次元オブザーバの出力に
よる推定状態量が入力され、該推定状態量中の一情報も
しくは複数の情報の組み合わせと所定の値とを比較して
前記プラントの各種異常を検知する異常検知手段を備
え、センサの精度が低かったり、センサが無く測定して
いない状態量があっても、高精度に各種の異常検知をす
るものである。
【０００６】請求項２の発明は、請求項１において、前
記プラントの動作を抑制する制動手段を有し、前記異常
検知手段の出力によって前記制動手段を動作させる手段
を備え、機械的にプラントを安全で高性能に保つように
するものである。
記プラントの動作を抑制する制動手段を有し、前記異常
検知手段の出力によって前記制動手段を動作させる手段
を備え、機械的にプラントを安全で高性能に保つように
するものである。
【０００７】請求項３の発明は、請求項１において、前
記異常検知手段の出力によって、コントローラからの操
作量を所定の値に切換える手段を備え、特別な機構を備
えること無く高精度な制御をするものである。
記異常検知手段の出力によって、コントローラからの操
作量を所定の値に切換える手段を備え、特別な機構を備
えること無く高精度な制御をするものである。
【０００８】請求項４の発明は、請求項１において、前
記プラント中のアクチュエータにリニアモータを使用
し、かつ、負荷重量変動の少ないものであり、前記プラ
ントを測定した状態量は電流センサと位置センサにより
測定したリニアモータの印加電流とリニアモータのキャ
レッジの位置であり、前記異常検知手段は、前記目標位
置を所定の値とし、前記完全次元オブザーバで推定する
推定位置が前記所定の値を越えたとき、オーバシュート
として検知し、高精度に位置決めをするものである。
記プラント中のアクチュエータにリニアモータを使用
し、かつ、負荷重量変動の少ないものであり、前記プラ
ントを測定した状態量は電流センサと位置センサにより
測定したリニアモータの印加電流とリニアモータのキャ
レッジの位置であり、前記異常検知手段は、前記目標位
置を所定の値とし、前記完全次元オブザーバで推定する
推定位置が前記所定の値を越えたとき、オーバシュート
として検知し、高精度に位置決めをするものである。
【０００９】請求項５の発明は、請求項４において、前
記リニアモータのキャレッジの移動限界をあらわすリミ
ットセンサを有し、前記異常検知手段は、前記リミット
センサの位置を所定の値とし、前記完全次元オブザーバ
で推定する推定位置が前記所定の値を越えたときオーバ
ランとして検知し、高精度に位置決めをするものであ
る。
記リニアモータのキャレッジの移動限界をあらわすリミ
ットセンサを有し、前記異常検知手段は、前記リミット
センサの位置を所定の値とし、前記完全次元オブザーバ
で推定する推定位置が前記所定の値を越えたときオーバ
ランとして検知し、高精度に位置決めをするものであ
る。
【００１０】請求項６の発明は、請求項４において、前
記異常検知手段は、前記完全次元オブザーバで推定する
推定速度が予め設定してある所定の値を越えたとき速度
超過として検知し、高精度に位置決めをするものであ
る。
記異常検知手段は、前記完全次元オブザーバで推定する
推定速度が予め設定してある所定の値を越えたとき速度
超過として検知し、高精度に位置決めをするものであ
る。
【００１１】請求項７の発明は、請求項４において、前
記異常検知手段は、前記完全次元オブザーバで推定する
推定加速度外乱が予め設定してある所定の値を越えたと
きアクチュエータ異常として検知し、高精度に位置決め
をするものである。
記異常検知手段は、前記完全次元オブザーバで推定する
推定加速度外乱が予め設定してある所定の値を越えたと
きアクチュエータ異常として検知し、高精度に位置決め
をするものである。
【００１２】請求項８の発明は、請求項４において、前
記異常検知手段は、前記目標位置と前記完全次元オブザ
ーバで推定する推定位置との偏差と、前記完全次元オブ
ザーバで推定する推定加速度外乱とが、各々予め設定し
てある所定の値を越えたときアクチュエータの設置異常
として検知し、高精度に位置決めをするものである。
記異常検知手段は、前記目標位置と前記完全次元オブザ
ーバで推定する推定位置との偏差と、前記完全次元オブ
ザーバで推定する推定加速度外乱とが、各々予め設定し
てある所定の値を越えたときアクチュエータの設置異常
として検知し、高精度に位置決めをするものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施の形態を説
明するための制御装置のブロック線図である。目標値ｒ
はコントローラＫ１に入力される。コントローラＫ１は
操作量ｕを出力し、操作量ｕは状態量ｘのプラントＰ２
に入力される。プラントＰ２はプラント出力ｙを出力
し、出力ｙはコントローラＫ１へ入力され、フィードバ
ック制御されている。また、操作量ｕとプラント出力ｙ
は、外乱ｄも状態量として考えたプラントの状態量を推
定する完全次元オブザーバ３に入力され、完全次元オブ
ザーバ３は推定状態量αｘを出力する。推定状態量αｘ
はコントローラＫ１へ入力され、フィードバック制御さ
れ、また、制御装置の各種異常を検知する異常検知手段
４に入力される。異常検知手段４では、推定状態量αｘ
もしくは推定状態量αｘの組み合わせと所定の値を比較
して制御装置異常信号Ｗを出力する。なお、Ｗは、各種
異常信号ベクトルである。外乱も状態量として扱ったプ
ラントＰの状態空間方程式と出力方程式を立てると、式
（１）、式（２）のようになる。
明するための制御装置のブロック線図である。目標値ｒ
はコントローラＫ１に入力される。コントローラＫ１は
操作量ｕを出力し、操作量ｕは状態量ｘのプラントＰ２
に入力される。プラントＰ２はプラント出力ｙを出力
し、出力ｙはコントローラＫ１へ入力され、フィードバ
ック制御されている。また、操作量ｕとプラント出力ｙ
は、外乱ｄも状態量として考えたプラントの状態量を推
定する完全次元オブザーバ３に入力され、完全次元オブ
ザーバ３は推定状態量αｘを出力する。推定状態量αｘ
はコントローラＫ１へ入力され、フィードバック制御さ
れ、また、制御装置の各種異常を検知する異常検知手段
４に入力される。異常検知手段４では、推定状態量αｘ
もしくは推定状態量αｘの組み合わせと所定の値を比較
して制御装置異常信号Ｗを出力する。なお、Ｗは、各種
異常信号ベクトルである。外乱も状態量として扱ったプ
ラントＰの状態空間方程式と出力方程式を立てると、式
（１）、式（２）のようになる。
【００１４】
【数１】
【００１５】次いで、完全次元オブザーバでの状態空間
方程式と出力方程式を立てると、式（３）、式（４）の
ようになる。
方程式と出力方程式を立てると、式（３）、式（４）の
ようになる。
【００１６】
【数２】
【００１７】図２は、プラントの具体例を示す図で、推
力定数Ｋｆ、負荷重量Ｍのリニアモータを使い、プラン
トの状態量を測定するセンサが電流センサ１５とリニア
位置センサ１４とリミットセンサ１６であり、負荷重量
の変化しない位置決め制御装置である。リニアモータの
キャレッジ１１は、電流駆動アンプ１３から電流が供給
されているボイスコイルモータ１２によって駆動され
る。キャレッジ１１の位置はリニア位置センサ１４によ
って検出され、モータ駆動電流は電流センサ１５によっ
て検出され、リミットセンサ１６はキャレッジ１１の移
動限界を示す。
力定数Ｋｆ、負荷重量Ｍのリニアモータを使い、プラン
トの状態量を測定するセンサが電流センサ１５とリニア
位置センサ１４とリミットセンサ１６であり、負荷重量
の変化しない位置決め制御装置である。リニアモータの
キャレッジ１１は、電流駆動アンプ１３から電流が供給
されているボイスコイルモータ１２によって駆動され
る。キャレッジ１１の位置はリニア位置センサ１４によ
って検出され、モータ駆動電流は電流センサ１５によっ
て検出され、リミットセンサ１６はキャレッジ１１の移
動限界を示す。
【００１８】図３は、前記図２の制御装置のブロック線
図である。目標値ｐｓｒはコントローラＫ５に入力され
るとコントローラＫ５は電流ｉを出力し、電流ｉは状態
量が位置ｐｓと速度ｖであるプラントＰ６に入力され
る。そして、プラントＰ６の位置出力ｐｓはリニア位置
センサ１４によって検出され、コントローラＫ５に入力
され、装置はフィードバック制御される。また、電流ｉ
と位置出力ｐｓは、加速度外乱adisも状態量として考え
たプラントの状態量を推定する完全次元オブザーバ７に
入力され、推定状態量αｐｓ（推定位置）、αｖ（推定
速度）、αadis（推定加速度外乱）を出力する。推定状
態量αｐｓ、αｖ、αadisもコントローラＫ５に入力さ
れ、装置をフィードバック制御し、かつ、制御装置の各
種の異常を検知する異常検知手段８に入力される。
図である。目標値ｐｓｒはコントローラＫ５に入力され
るとコントローラＫ５は電流ｉを出力し、電流ｉは状態
量が位置ｐｓと速度ｖであるプラントＰ６に入力され
る。そして、プラントＰ６の位置出力ｐｓはリニア位置
センサ１４によって検出され、コントローラＫ５に入力
され、装置はフィードバック制御される。また、電流ｉ
と位置出力ｐｓは、加速度外乱adisも状態量として考え
たプラントの状態量を推定する完全次元オブザーバ７に
入力され、推定状態量αｐｓ（推定位置）、αｖ（推定
速度）、αadis（推定加速度外乱）を出力する。推定状
態量αｐｓ、αｖ、αadisもコントローラＫ５に入力さ
れ、装置をフィードバック制御し、かつ、制御装置の各
種の異常を検知する異常検知手段８に入力される。
【００１９】このように本発明では、プラントの状態量
と外乱を含めた推定状態量を推定する完全次元オブザー
バ７を用いている。この完全次元オブザーバ７では、セ
ンサで検出された値（例えば、電流と位置）により、オ
ブザーバ内部で、状態量である速度、位置、加速度外乱
を推定している。これにより、センサでは測定していな
い加速度外乱、速度を検出（推定）できることになる。
また、位置センサの精度が低い場合であっても、測定値
をそのまま使わずに位置の値も推定しているため精度の
高い位置信号が得られる。これら全ての状態量を異常検
知に用いて、各種の装置異常を検知する。
と外乱を含めた推定状態量を推定する完全次元オブザー
バ７を用いている。この完全次元オブザーバ７では、セ
ンサで検出された値（例えば、電流と位置）により、オ
ブザーバ内部で、状態量である速度、位置、加速度外乱
を推定している。これにより、センサでは測定していな
い加速度外乱、速度を検出（推定）できることになる。
また、位置センサの精度が低い場合であっても、測定値
をそのまま使わずに位置の値も推定しているため精度の
高い位置信号が得られる。これら全ての状態量を異常検
知に用いて、各種の装置異常を検知する。
【００２０】つまり、異常検知手段８では、推定位置α
ｐｓが目標位置ｐｓｒを越えていたときオーバシュート
の異常信号ｗ１を、推定位置αｐｓがリミットセンサの
設定位置を越えていたときオーバランの異常信号ｗ２
を、推定速度αｖが設定速度を越えていたとき速度超過
の異常信号ｗ３を、推定加速度外乱｜αadis｜が設定し
た加速度外乱を越えていたときアクチュエータの異常信
号ｗ４を、目標位置ｐｓｒと推定位置αｐｓの偏差と推
定加速度外乱｜αadis｜が共に、各々の設定値を越えて
いたときアクチュエータの設置の異常信号ｗ５を出力す
る。Ｗ＝｛ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５｝
ｐｓが目標位置ｐｓｒを越えていたときオーバシュート
の異常信号ｗ１を、推定位置αｐｓがリミットセンサの
設定位置を越えていたときオーバランの異常信号ｗ２
を、推定速度αｖが設定速度を越えていたとき速度超過
の異常信号ｗ３を、推定加速度外乱｜αadis｜が設定し
た加速度外乱を越えていたときアクチュエータの異常信
号ｗ４を、目標位置ｐｓｒと推定位置αｐｓの偏差と推
定加速度外乱｜αadis｜が共に、各々の設定値を越えて
いたときアクチュエータの設置の異常信号ｗ５を出力す
る。Ｗ＝｛ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５｝
【００２１】加速度外乱は定常的であると考えて、加速
度外乱adisを含めたプラントＰ６の状態空間方程式と出
力方程式を立てると式（５）、式（６）のようになる。
度外乱adisを含めたプラントＰ６の状態空間方程式と出
力方程式を立てると式（５）、式（６）のようになる。
【００２２】
【数３】
【００２３】次いで、完全次元オブザーバの状態空間方
程式と出力方程式を立てると式（７）、式（８）のよう
になる。
程式と出力方程式を立てると式（７）、式（８）のよう
になる。
【００２４】
【数４】
【００２５】図４は、本発明の他の実施の形態を説明す
るためのブロック線図で、前記図３のブロック線図に、
異常検知手段８の異常信号ｗ１〜ｗ５が入力され、プラ
ントＰ６に取付けられたブレーキを動作させるブレーキ
動作手段９を設けたものである。
るためのブロック線図で、前記図３のブロック線図に、
異常検知手段８の異常信号ｗ１〜ｗ５が入力され、プラ
ントＰ６に取付けられたブレーキを動作させるブレーキ
動作手段９を設けたものである。
【００２６】図５は、ブレーキ動作を説明するためのフ
ローチャート図で、以下図５のフローチャートを説明す
る。まず、ステップＳ１で異常信号ｗ１，ｗ２，ｗ３，
ｗ４，ｗ５を読み込む、次いで、ステップＳ２でｗ２，
ｗ３，ｗ４，ｗ５の何れかに出力があるときはステップ
Ｓ４に進み、危険防止のためブレーキを動作させる。ま
た、ステップＳ２でｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５の何れも出
力が無い場合、ステップＳ３に進みｗ１が出力されかつ
αｖ≠０の場合、ステップＳ４に進みブレーキを動作さ
せオーバシュートを防ぐ。
ローチャート図で、以下図５のフローチャートを説明す
る。まず、ステップＳ１で異常信号ｗ１，ｗ２，ｗ３，
ｗ４，ｗ５を読み込む、次いで、ステップＳ２でｗ２，
ｗ３，ｗ４，ｗ５の何れかに出力があるときはステップ
Ｓ４に進み、危険防止のためブレーキを動作させる。ま
た、ステップＳ２でｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５の何れも出
力が無い場合、ステップＳ３に進みｗ１が出力されかつ
αｖ≠０の場合、ステップＳ４に進みブレーキを動作さ
せオーバシュートを防ぐ。
【００２７】図６は、時間ｔ1で外乱が発生した（装置
が傾いた）場合の図４の構成による装置と従来の装置と
のプラント（アクチュエータ）の位置変化を示した図で
ある。外乱オブザーバの無い従来の制御の場合、目標位
置と現在位置との偏差は増加していくいっぽうである。
また、外乱オブザーバを付加した場合であってもアクチ
ュエータに電流を流して平行状態を保とうとする場合
は、アクチュエータに流せる電流は限界があるため、限
界を越えるとアクチュエータは動いてしまう。本発明で
は、推定外乱から電流の限界を越えるようであれば、ブ
レーキを動作させ機械的にアクチュエータ動作を抑制す
るため、図６に示したようにほぼ一定のある位置偏差を
保ってアクチュエータは停止する。
が傾いた）場合の図４の構成による装置と従来の装置と
のプラント（アクチュエータ）の位置変化を示した図で
ある。外乱オブザーバの無い従来の制御の場合、目標位
置と現在位置との偏差は増加していくいっぽうである。
また、外乱オブザーバを付加した場合であってもアクチ
ュエータに電流を流して平行状態を保とうとする場合
は、アクチュエータに流せる電流は限界があるため、限
界を越えるとアクチュエータは動いてしまう。本発明で
は、推定外乱から電流の限界を越えるようであれば、ブ
レーキを動作させ機械的にアクチュエータ動作を抑制す
るため、図６に示したようにほぼ一定のある位置偏差を
保ってアクチュエータは停止する。
【００２８】図７は、本発明の更に他の実施の形態を説
明するためのブロック線図で、前記図３のブロック線図
に、異常検知手段８の異常信号ｗ１〜ｗ５が入力され操
作量を制御する操作量制御手段１０を設けたものであ
る。図８は、上記操作量制御手段１０の動作を説明する
フローチャート図で、以下図８を説明する。まず、ステ
ップＳ６で異常信号ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５を読
み込む、次いでステップＳ７でｗ１，ｗ２のどちらかに
出力がある場合ステップＳ８に進み逆転電流指令を与え
てオーバシュートを抑え、オーバランを防ぐ。また、ス
テップＳ７でｗ１，ｗ２のどちらにも出力が無い場合ス
テップＳ９に進みｗ３，ｗ４，ｗ５の何れかに出力があ
る場合ステップＳ１０において危険防止のため電流指令
値を０とする。
明するためのブロック線図で、前記図３のブロック線図
に、異常検知手段８の異常信号ｗ１〜ｗ５が入力され操
作量を制御する操作量制御手段１０を設けたものであ
る。図８は、上記操作量制御手段１０の動作を説明する
フローチャート図で、以下図８を説明する。まず、ステ
ップＳ６で異常信号ｗ１，ｗ２，ｗ３，ｗ４，ｗ５を読
み込む、次いでステップＳ７でｗ１，ｗ２のどちらかに
出力がある場合ステップＳ８に進み逆転電流指令を与え
てオーバシュートを抑え、オーバランを防ぐ。また、ス
テップＳ７でｗ１，ｗ２のどちらにも出力が無い場合ス
テップＳ９に進みｗ３，ｗ４，ｗ５の何れかに出力があ
る場合ステップＳ１０において危険防止のため電流指令
値を０とする。
【００２９】図９は、図７での実施の形態による目標位
置ｐｓｒへの位置決め動作を示す図である。プラントを
位置０から目標位置ｐｓｒに位置決めするとき、従来の
場合、コントローラＫ５のゲインが大きいと、オーバシ
ュートが発生するが、本発明では、このオーバシュート
が発生すると、ｗ１が出力され、逆方向の電流がアクチ
ュエータに加えられるため、オーバシュートが従来に比
べ低く抑えられている。
置ｐｓｒへの位置決め動作を示す図である。プラントを
位置０から目標位置ｐｓｒに位置決めするとき、従来の
場合、コントローラＫ５のゲインが大きいと、オーバシ
ュートが発生するが、本発明では、このオーバシュート
が発生すると、ｗ１が出力され、逆方向の電流がアクチ
ュエータに加えられるため、オーバシュートが従来に比
べ低く抑えられている。
【００３０】図１０は、図１のブロック線図と図２のプ
ラントで示される、アクチュエータがリニアモータで、
プラントの状態量を測定するセンサが電流センサとリニ
ア位置センサとリミットセンサで、負荷重量の変化しな
い位置決め制御装置の異常検出手段４の動作を説明する
フローチャート図である。以下、図１０を説明する。ま
ず、ステップＳ１１で推定状態量αｐｓ，αｖ，αadis
を読み込む。次いで、ステップＳ１２で推定位置αｐｓ
が目標位置ｐｓｒを越えていたときステップＳ１３にお
いて、オーバシュートの異常信号ｗ１を出力する。次い
で、ステップＳ１４で推定位置αｐｓが設定位置を越え
ていたときステップＳ１５において、オーバランの異常
信号ｗ２を出力する。次いで、ステップＳ１６で推定速
度αｖが設定速度を越えていたときステップＳ１７にお
いて、速度超過の異常信号ｗ３を出力する。次いで、ス
テップＳ１８で推定加速度｜αadis｜が設定した加速度
外乱を越えていたときステップＳ１９において、アクチ
ュエータの異常信号ｗ４を出力する。次いで、ステップ
Ｓ２０で目標位置ｐｓｒと推定位置αｐｓの偏差と推定
加速度｜αadis｜が共に、各々の設定値を越えていたと
きステップＳ２１でアクチュエータの設置の異常信号ｗ
５を出力する。
ラントで示される、アクチュエータがリニアモータで、
プラントの状態量を測定するセンサが電流センサとリニ
ア位置センサとリミットセンサで、負荷重量の変化しな
い位置決め制御装置の異常検出手段４の動作を説明する
フローチャート図である。以下、図１０を説明する。ま
ず、ステップＳ１１で推定状態量αｐｓ，αｖ，αadis
を読み込む。次いで、ステップＳ１２で推定位置αｐｓ
が目標位置ｐｓｒを越えていたときステップＳ１３にお
いて、オーバシュートの異常信号ｗ１を出力する。次い
で、ステップＳ１４で推定位置αｐｓが設定位置を越え
ていたときステップＳ１５において、オーバランの異常
信号ｗ２を出力する。次いで、ステップＳ１６で推定速
度αｖが設定速度を越えていたときステップＳ１７にお
いて、速度超過の異常信号ｗ３を出力する。次いで、ス
テップＳ１８で推定加速度｜αadis｜が設定した加速度
外乱を越えていたときステップＳ１９において、アクチ
ュエータの異常信号ｗ４を出力する。次いで、ステップ
Ｓ２０で目標位置ｐｓｒと推定位置αｐｓの偏差と推定
加速度｜αadis｜が共に、各々の設定値を越えていたと
きステップＳ２１でアクチュエータの設置の異常信号ｗ
５を出力する。
【００３１】
請求項１に対応する効果：請求項１の制御装置では、測
定したプラントの状態量を使い、測定していないものを
含むプラントの状態量と外乱を完全次元オブザーバで推
定し、フィードバックすることにより外乱を抑圧すると
ともに、その推定状態量を装置の異常検知に用いること
によって、制御装置の各種の異常を検知できる。また、
推定状態量を用いるため、センサの精度が低かったり、
センサが無く直接測定できない場合であっても、高精度
な異常検知ができる。
定したプラントの状態量を使い、測定していないものを
含むプラントの状態量と外乱を完全次元オブザーバで推
定し、フィードバックすることにより外乱を抑圧すると
ともに、その推定状態量を装置の異常検知に用いること
によって、制御装置の各種の異常を検知できる。また、
推定状態量を用いるため、センサの精度が低かったり、
センサが無く直接測定できない場合であっても、高精度
な異常検知ができる。
【００３２】請求項２に対応する効果：請求項２の制御
装置は、請求項１の効果に加えて、異常検知手段の出力
でプラントの動作を機械的に抑制することによって、ア
クチュエータに過負荷をかけずに安全で高精度に保つこ
とができる。
装置は、請求項１の効果に加えて、異常検知手段の出力
でプラントの動作を機械的に抑制することによって、ア
クチュエータに過負荷をかけずに安全で高精度に保つこ
とができる。
【００３３】請求項３に対応する効果：請求項３の制御
装置は、請求項１の効果に加えて、異常検知手段の出力
で操作量を切換ることによって、特別な機構を備えるこ
と無く、安価で安全で高精度な制御ができる。
装置は、請求項１の効果に加えて、異常検知手段の出力
で操作量を切換ることによって、特別な機構を備えるこ
と無く、安価で安全で高精度な制御ができる。
【００３４】請求項４に対応する効果：請求項４の制御
装置は、請求項１の効果に加えて、推定位置を用いるこ
とによって、高精度なオーバシュート検知ができる。
装置は、請求項１の効果に加えて、推定位置を用いるこ
とによって、高精度なオーバシュート検知ができる。
【００３５】請求項５に対応する効果：請求項５の制御
装置は、請求項４の効果に加えて、推定位置を用いるこ
とによって、高精度なオーバラン検知ができる。
装置は、請求項４の効果に加えて、推定位置を用いるこ
とによって、高精度なオーバラン検知ができる。
【００３６】請求項６に対応する効果：請求項６の制御
装置は、請求項４の効果に加えて、推定速度を用いるこ
とによって、速度センサが無くても高精度な速度超過検
知ができる。
装置は、請求項４の効果に加えて、推定速度を用いるこ
とによって、速度センサが無くても高精度な速度超過検
知ができる。
【００３７】請求項７に対応する効果：請求項７の制御
装置は、請求項４の効果に加えて、推定加速度外乱を用
いることによって、アクチュエータの異常検知ができ
る。
装置は、請求項４の効果に加えて、推定加速度外乱を用
いることによって、アクチュエータの異常検知ができ
る。
【００３８】請求項８に対応する効果：請求項８の制御
装置は、請求項４の効果に加えて、推定状態量を組み合
わせることによって、アクチュエータの設置異常検知が
できる。
装置は、請求項４の効果に加えて、推定状態量を組み合
わせることによって、アクチュエータの設置異常検知が
できる。
【図１】 本発明の実施の形態を説明するための制御装
置のブロック線図である。
置のブロック線図である。
【図２】 制御するプラントの具体例を示す図である。
【図３】 図２の制御装置のブロック線図である。
【図４】 本発明の他の実施の形態を説明するためのブ
ロック線図である。
ロック線図である。
【図５】 図４においてのブレーキ動作を説明するため
のフローチャート図である。
のフローチャート図である。
【図６】 時間ｔ1で外乱が発生した（装置が傾いた）
場合の図４の構成による装置と従来の装置とのアクチュ
エータの位置変化を示した図である。
場合の図４の構成による装置と従来の装置とのアクチュ
エータの位置変化を示した図である。
【図７】 本発明の更に他の実施の形態を説明するため
のブロック線図である。
のブロック線図である。
【図８】 図７においての操作量制御手段１０の動作を
説明するフローチャート図である。
説明するフローチャート図である。
【図９】 図７での実施の形態による目標位置ｐｓｒへ
の位置決め動作を示す図である。
の位置決め動作を示す図である。
【図１０】 図１のブロック線図と図２のプラントで示
される、負荷重量の変化しない位置決め制御装置の異常
検出手段４の動作を説明するフローチャート図である。
される、負荷重量の変化しない位置決め制御装置の異常
検出手段４の動作を説明するフローチャート図である。
１，５…コントローラＫ、２，６…プラントＰ、３，７
…完全次元オブザーバ、４，８…異常検知手段、９…ブ
レーキ動作手段、１０…操作量制御手段、１１…キャレ
ッジ、１２…ボイスコイルモータ、１３…駆動アンプ、
１４…位置センサ、１５…電流センサ、１６…リミット
センサ。
…完全次元オブザーバ、４，８…異常検知手段、９…ブ
レーキ動作手段、１０…操作量制御手段、１１…キャレ
ッジ、１２…ボイスコイルモータ、１３…駆動アンプ、
１４…位置センサ、１５…電流センサ、１６…リミット
センサ。
Claims (8)
- 【請求項１】 制御対象であるプラントと、目標位置等
が入力され前記プラントを制御するための操作量を出力
するコントローラと、前記操作量と前記プラントを測定
した状態量とが入力され、プラントのノミナルモデルと
外乱を含む推定状態量を推定し出力する完全次元オブザ
ーバとを有し、前記プラントを測定した状態量と前記推
定状態量をコントローラに入力し、前記プラントをフィ
ードバック制御する制御装置において、前記完全次元オ
ブザーバの出力による推定状態量が入力され、該推定状
態量中の一情報もしくは複数の情報の組み合わせと所定
の値とを比較して前記プラントの各種異常を検知する異
常検知手段を備えたことを特徴とする制御装置。 - 【請求項２】 前記プラントの動作を抑制する制動手段
を有し、前記異常検知手段の出力によって前記制動手段
を動作させる手段を備えたことを特徴とする請求項１に
記載の制御装置。 - 【請求項３】 前記異常検知手段の出力によって、コン
トローラからの操作量を所定の値に切換える手段を備え
たことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 - 【請求項４】 前記プラント中のアクチュエータにリニ
アモータを使用し、かつ、負荷重量変動の少ないもので
あり、前記プラントを測定した状態量は電流センサと位
置センサにより測定したリニアモータの印加電流とリニ
アモータのキャレッジの位置であり、前記異常検知手段
は、前記目標位置を所定の値とし、前記完全次元オブザ
ーバで推定する推定位置が前記所定の値を越えたとき、
オーバシュートとして検知することを特徴とする請求項
１に記載の制御装置。 - 【請求項５】 前記リニアモータのキャレッジの移動限
界をあらわすリミットセンサを有し、前記異常検知手段
は、前記リミットセンサの位置を所定の値とし、前記完
全次元オブザーバで推定する推定位置が前記所定の値を
越えたときオーバランとして検知することを特徴とする
請求項４に記載の制御装置。 - 【請求項６】 前記異常検知手段は、前記完全次元オブ
ザーバで推定する推定速度が予め設定してある所定の値
を越えたとき速度超過として検知することを特徴とする
請求項４に記載の制御装置。 - 【請求項７】 前記異常検知手段は、前記完全次元オブ
ザーバで推定する推定加速度外乱が予め設定してある所
定の値を越えたときアクチュエータ異常として検知する
ことを特徴とする請求項４に記載の制御装置。 - 【請求項８】 前記異常検知手段は、前記目標位置と前
記完全次元オブザーバで推定する推定位置との偏差と、
前記完全次元オブザーバで推定する推定加速度外乱と
が、各々予め設定してある所定の値を越えたときアクチ
ュエータの設置異常として検知することを特徴とする請
求項４に記載の制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21506495A JPH0962343A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21506495A JPH0962343A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0962343A true JPH0962343A (ja) | 1997-03-07 |
Family
ID=16666162
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21506495A Pending JPH0962343A (ja) | 1995-08-23 | 1995-08-23 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0962343A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006001479A1 (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-05 | Thk Co., Ltd. | 異常検出方法およびモータ制御装置 |
| WO2006001480A1 (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-05 | Thk Co., Ltd. | 異常判定値設定方法、モータ制御装置、アクチュエータ |
-
1995
- 1995-08-23 JP JP21506495A patent/JPH0962343A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006001479A1 (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-05 | Thk Co., Ltd. | 異常検出方法およびモータ制御装置 |
| WO2006001480A1 (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-05 | Thk Co., Ltd. | 異常判定値設定方法、モータ制御装置、アクチュエータ |
| JPWO2006001480A1 (ja) * | 2004-06-29 | 2008-04-17 | Thk株式会社 | 異常判定値設定方法、モータ制御装置、アクチュエータ |
| JPWO2006001479A1 (ja) * | 2004-06-29 | 2008-04-17 | Thk株式会社 | 異常検出方法およびモータ制御装置 |
| US7439693B2 (en) | 2004-06-29 | 2008-10-21 | Thk Co., Ltd. | Anomaly detection method and motor control device |
| JP4755593B2 (ja) * | 2004-06-29 | 2011-08-24 | Ｔｈｋ株式会社 | 異常検出方法およびモータ制御装置 |
| KR101276500B1 (ko) * | 2004-06-29 | 2013-06-18 | 티에치케이 가부시끼가이샤 | 이상 검출 방법 및 모터 제어 장치 |
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