JPH10323072A - ２慣性共振系におけるサーボモータの制御方法及び装置 - Google Patents
２慣性共振系におけるサーボモータの制御方法及び装置Info
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- JPH10323072A JPH10323072A JP10129255A JP12925598A JPH10323072A JP H10323072 A JPH10323072 A JP H10323072A JP 10129255 A JP10129255 A JP 10129255A JP 12925598 A JP12925598 A JP 12925598A JP H10323072 A JPH10323072 A JP H10323072A
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B5/00—Anti-hunting arrangements
- G05B5/01—Anti-hunting arrangements electric
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 サーボモータと負荷が弾性連結要素を通じて
相互連結されている２慣性系におけるサーボモータの制
御方法及び装置を提供する。 【解決手段】 サーボモータへのトルク指令値Ｔeとモ
ータ出力速度ωに基づき振動抑制用補償トルク値を求
め、この補償トルク値をトルク指令値Ｔeに反映してサ
ーボモータに提供する。これによって、駆動慣性系３と
被動慣性系５との間で発生される弾性ねじりトルクＴT
を適切に補償することにより振動を抑制しシステムの安
定性を高めることができる。
相互連結されている２慣性系におけるサーボモータの制
御方法及び装置を提供する。 【解決手段】 サーボモータへのトルク指令値Ｔeとモ
ータ出力速度ωに基づき振動抑制用補償トルク値を求
め、この補償トルク値をトルク指令値Ｔeに反映してサ
ーボモータに提供する。これによって、駆動慣性系３と
被動慣性系５との間で発生される弾性ねじりトルクＴT
を適切に補償することにより振動を抑制しシステムの安
定性を高めることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はサーボモータの制御
方法及び装置に係り、一層詳しくは、サーボモータと負
荷が弾性連結要素を通じて相互連結されている２慣性系
におけるサーボモータ制御方法及び制御装置に関する。
方法及び装置に係り、一層詳しくは、サーボモータと負
荷が弾性連結要素を通じて相互連結されている２慣性系
におけるサーボモータ制御方法及び制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ロボットの柔軟関節、フレキシブルアー
ム、宇宙構造物では、負荷とその駆動のためのサーボモ
ータが弾性を有するシャフトにより連結されて、いわゆ
る２慣性系を形成する場合がある。図１はこの２慣性系
の概略的構成図である。図示されたように、サーボモー
タ側の駆動慣性系３と負荷側の被動慣性系５は弾性連結
要素７により連結されている。図面で、ω、θ、Ｔe、
Ｊはそれぞれ駆動慣性系３の速度、位置、トルク指令値
及び慣性モーメントであり、ωL、θL、ＴL、ＪLはそれ
ぞれ被動慣性系５の速度、位置、外乱トルク及び慣性モ
ーメントであり、Ｋは弾性連結要素７のスプリング定数
である。
ム、宇宙構造物では、負荷とその駆動のためのサーボモ
ータが弾性を有するシャフトにより連結されて、いわゆ
る２慣性系を形成する場合がある。図１はこの２慣性系
の概略的構成図である。図示されたように、サーボモー
タ側の駆動慣性系３と負荷側の被動慣性系５は弾性連結
要素７により連結されている。図面で、ω、θ、Ｔe、
Ｊはそれぞれ駆動慣性系３の速度、位置、トルク指令値
及び慣性モーメントであり、ωL、θL、ＴL、ＪLはそれ
ぞれ被動慣性系５の速度、位置、外乱トルク及び慣性モ
ーメントであり、Ｋは弾性連結要素７のスプリング定数
である。
【０００３】図２はこの２慣性系の動的モデルを示した
ブロック図である。駆動慣性系３はトルク指令値
（Ｔe）によって出力速度（ω）を出力し、これにより
被動慣性系５は負荷速度（ωL）を生成する。ところ
が、駆動慣性系３と被動慣性系５は、これらを連結して
いる弾性連結要素７の弾性なので、やむをえず互いの速
度差（ω−ωL）及びこれによる位置差（θ−θL）を有
するようになる。この速度/位置差は急激な加減速時に
さらに激しく示される。駆動慣性系３と被動慣性系５の
位置差（θ−θL）は弾性ねじりトルク（ＴT＝Ｋ（θ−
θL））を発生させる。
ブロック図である。駆動慣性系３はトルク指令値
（Ｔe）によって出力速度（ω）を出力し、これにより
被動慣性系５は負荷速度（ωL）を生成する。ところ
が、駆動慣性系３と被動慣性系５は、これらを連結して
いる弾性連結要素７の弾性なので、やむをえず互いの速
度差（ω−ωL）及びこれによる位置差（θ−θL）を有
するようになる。この速度/位置差は急激な加減速時に
さらに激しく示される。駆動慣性系３と被動慣性系５の
位置差（θ−θL）は弾性ねじりトルク（ＴT＝Ｋ（θ−
θL））を発生させる。
【０００４】この弾性ねじりトルク（ＴT）は図２から
図示されたように駆動慣性系３にトルク指令値（Ｔe）
と共に作用して駆動慣性系３即ちサーボモータの出力速
度に影響する。弾性ねじりトルク（ＴT）はまた、被動
慣性系５に外乱トルク（ＴL）と一緒に作用して被動慣
性系５即ち負荷側の速度にも影響する。この弾性ねじり
トルク（ＴT）の影響はシステムの制御安定性を低下さ
せるだけでなくねじり振動を発生させてシステムの安定
性をさらに悪くする。
図示されたように駆動慣性系３にトルク指令値（Ｔe）
と共に作用して駆動慣性系３即ちサーボモータの出力速
度に影響する。弾性ねじりトルク（ＴT）はまた、被動
慣性系５に外乱トルク（ＴL）と一緒に作用して被動慣
性系５即ち負荷側の速度にも影響する。この弾性ねじり
トルク（ＴT）の影響はシステムの制御安定性を低下さ
せるだけでなくねじり振動を発生させてシステムの安定
性をさらに悪くする。
【０００５】図３は従来の２慣性系制御装置の一例を示
したブロック図である。図面から見られるように、従来
の制御装置は駆動慣性系３即ちサーボモータへのトルク
指令値（Ｔe）を生成するＰＩ制御器９を有する。駆動
慣性系３の出力速度（ω）は、ＰＩ制御器９の前に設け
られている減算器１にフィードバックされ、減算器１は
被動慣性系５の目標速度即ち負荷速度指令値（ω*）と
の誤差値をＰＩ制御器９に出力する。ＰＩ制御器９は、
負荷速度指令値（ω*）とモータ出力速度（ω）との誤
差を可能な限りゼロに近接させるためのトルク指令値
（Ｔe）を生成するように動作を遂行する。モータ出力
速度（ω）が弾性連結要素７による弾性ねじりトルク
（ＴT）の影響を反映しているので、サーボシステムの
正常的な運転状態では、ＰＩ制御器９は弾性ねじりトル
ク（ＴT）の影響を減らすことができる。
したブロック図である。図面から見られるように、従来
の制御装置は駆動慣性系３即ちサーボモータへのトルク
指令値（Ｔe）を生成するＰＩ制御器９を有する。駆動
慣性系３の出力速度（ω）は、ＰＩ制御器９の前に設け
られている減算器１にフィードバックされ、減算器１は
被動慣性系５の目標速度即ち負荷速度指令値（ω*）と
の誤差値をＰＩ制御器９に出力する。ＰＩ制御器９は、
負荷速度指令値（ω*）とモータ出力速度（ω）との誤
差を可能な限りゼロに近接させるためのトルク指令値
（Ｔe）を生成するように動作を遂行する。モータ出力
速度（ω）が弾性連結要素７による弾性ねじりトルク
（ＴT）の影響を反映しているので、サーボシステムの
正常的な運転状態では、ＰＩ制御器９は弾性ねじりトル
ク（ＴT）の影響を減らすことができる。
【０００６】ところが、急激な加減速時には、弾性ねじ
りトルク（ＴT）が駆動慣性系３及び被動慣性系５に交
互に即ち振動の形態で作用し、駆動慣性系３と被動慣性
系５との位置/速度誤差が大きく発生するので、ＰＩ制
御器９はそれに対し適応的に対処することに限界があ
る。従って、２慣性系でＰＩ制御器９だけでは振動の発
生とシステム安定性の低下を効果的に防止することがで
きない。
りトルク（ＴT）が駆動慣性系３及び被動慣性系５に交
互に即ち振動の形態で作用し、駆動慣性系３と被動慣性
系５との位置/速度誤差が大きく発生するので、ＰＩ制
御器９はそれに対し適応的に対処することに限界があ
る。従って、２慣性系でＰＩ制御器９だけでは振動の発
生とシステム安定性の低下を効果的に防止することがで
きない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は、弾性敵連結要素によって連結された駆動慣性系と被
動慣性系との間で発生される弾性ねじりトルクを適切に
補償することにより振動を抑制しシステムの安定性を高
めることができるようにした２慣性系におけるサーボモ
ータ制御方法及び制御装置を提供することである。
は、弾性敵連結要素によって連結された駆動慣性系と被
動慣性系との間で発生される弾性ねじりトルクを適切に
補償することにより振動を抑制しシステムの安定性を高
めることができるようにした２慣性系におけるサーボモ
ータ制御方法及び制御装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前述した目的は、本発明
により、サーボモータと負荷が弾性連結要素を通じて相
互連結されている２慣性系におけるサーボモータの制御
方法において、負荷速度指令値に基づき前記サーボモー
タへのトルク指令値を求める段階と；前記サーボモータ
のモータ出力速度を検出する段階と；前記トルク指令値
と前記モータ出力速度に基づき振動抑制用補償トルク値
を求める段階；及び前記補償トルク値を前記トルク指令
値に反映して前記サーボモータに提供する段階を含むこ
とを特徴とするサーボモータの制御方法によって達成さ
れる。ここで、前記補償トルク値を求める段階は、前記
負荷の加速度を推定する段階と、負荷加速度推定値から
負荷加速度微分値を求める段階、及び前記負荷加速度微
分値に補償フィードバック利得を掛けて前記補償トルク
値を得る段階を含むことが望ましい。
により、サーボモータと負荷が弾性連結要素を通じて相
互連結されている２慣性系におけるサーボモータの制御
方法において、負荷速度指令値に基づき前記サーボモー
タへのトルク指令値を求める段階と；前記サーボモータ
のモータ出力速度を検出する段階と；前記トルク指令値
と前記モータ出力速度に基づき振動抑制用補償トルク値
を求める段階；及び前記補償トルク値を前記トルク指令
値に反映して前記サーボモータに提供する段階を含むこ
とを特徴とするサーボモータの制御方法によって達成さ
れる。ここで、前記補償トルク値を求める段階は、前記
負荷の加速度を推定する段階と、負荷加速度推定値から
負荷加速度微分値を求める段階、及び前記負荷加速度微
分値に補償フィードバック利得を掛けて前記補償トルク
値を得る段階を含むことが望ましい。
【０００９】負荷加速度の推定段階は、前記モータ出力
速度と前記トルク指令値に基づき前記弾性連結要素にお
ける弾性ねじりトルク及び前記サーボモータへの外乱ト
ルクを推定する状態観測段階、及び前記弾性ねじりトル
ク値と前記外乱トルク推定値との差異値に基づき前記負
荷加速度推定値を求める段階を含むことができる。負荷
加速度推定値は次の式で表現されることができる：
速度と前記トルク指令値に基づき前記弾性連結要素にお
ける弾性ねじりトルク及び前記サーボモータへの外乱ト
ルクを推定する状態観測段階、及び前記弾性ねじりトル
ク値と前記外乱トルク推定値との差異値に基づき前記負
荷加速度推定値を求める段階を含むことができる。負荷
加速度推定値は次の式で表現されることができる：
【００１０】
【数７】
【００１１】最終の補償されたトルク指令値（ＴC）は
次式で表現されることが望ましい：
次式で表現されることが望ましい：
【００１２】
【数８】
【００１３】本発明の他の実施形態によると、サーボモ
ータと負荷が弾性連結要素を通じて相互連結されている
２慣性系におけるサーボモータの制御方法において、負
荷速度指令値に基づき前記サーボモータへのトルク指令
値を求める段階と；前記サーボモータのモータ出力速度
を検出する段階と；前記トルク指令値と前記モータ出力
速度に基づき前記弾性連結要素における弾性ねじりトル
ク及び前記サーボモータに対する外乱トルクを推定する
段階と；前記弾性ねじりトルク推定値と前記外乱トルク
推定値との差異値に基づき前記負荷加速度推定値を求め
る段階と；前記負荷加速度推定値から負荷加速度微分値
を求める段階と；前記負荷加速度微分値に補償フィード
バック利得を掛けて振動抑制用補償トルク値を得る段
階；及び前記補償トルク値を前記トルク指令値に反映し
て前記サーボモータに提供する段階を含むことを特徴と
するサーボモータの制御方法が提供される。
ータと負荷が弾性連結要素を通じて相互連結されている
２慣性系におけるサーボモータの制御方法において、負
荷速度指令値に基づき前記サーボモータへのトルク指令
値を求める段階と；前記サーボモータのモータ出力速度
を検出する段階と；前記トルク指令値と前記モータ出力
速度に基づき前記弾性連結要素における弾性ねじりトル
ク及び前記サーボモータに対する外乱トルクを推定する
段階と；前記弾性ねじりトルク推定値と前記外乱トルク
推定値との差異値に基づき前記負荷加速度推定値を求め
る段階と；前記負荷加速度推定値から負荷加速度微分値
を求める段階と；前記負荷加速度微分値に補償フィード
バック利得を掛けて振動抑制用補償トルク値を得る段
階；及び前記補償トルク値を前記トルク指令値に反映し
て前記サーボモータに提供する段階を含むことを特徴と
するサーボモータの制御方法が提供される。
【００１４】本発明はまた、サーボモータと負荷が弾性
連結要素を通じて相互連結されている２慣性系における
サーボモータの制御装置において、負荷速度指令値に基
づいた前記サーボモータへのトルク指令値と前記サーボ
モータのモータ出力速度に基づいて、前記弾性連結要素
における弾性ねじりトルク及び前記サーボモータに対す
る外乱トルクを推定する状態観測器と；前記弾性ねじり
トルク推定値と前記外乱トルク推定値との差異値から振
動抑制用補償トルク値を算出する補償トルク算出部と；
及び前記補償トルク値を前記トルク指令値から減算して
前記サーボモータに提供する減算器を含むことを特徴と
するサーボモータの制御装置を提供する。
連結要素を通じて相互連結されている２慣性系における
サーボモータの制御装置において、負荷速度指令値に基
づいた前記サーボモータへのトルク指令値と前記サーボ
モータのモータ出力速度に基づいて、前記弾性連結要素
における弾性ねじりトルク及び前記サーボモータに対す
る外乱トルクを推定する状態観測器と；前記弾性ねじり
トルク推定値と前記外乱トルク推定値との差異値から振
動抑制用補償トルク値を算出する補償トルク算出部と；
及び前記補償トルク値を前記トルク指令値から減算して
前記サーボモータに提供する減算器を含むことを特徴と
するサーボモータの制御装置を提供する。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照して本
発明を詳しく説明する。図１乃至図３と関連して説明し
たことと同一の内容に対しては重複の説明を省略する。
図４は本発明による２慣性系のサーボモータ制御装置の
ブロック図である。サーボモータは、この図面から見ら
れるように、サーボモータよりなる駆動慣性系３と負荷
側の被動慣性系５、及び駆動慣性系３と被動慣性系５を
弾性的に連結する弾性連結要素７を有する。本発明の制
御装置は、トルク指令値（Ｔe）を生成して駆動慣性系
３に提供するＰＩ制御器９と、トルク指令値（Ｔe）及
びモータ出力速度（ω）に基づき弾性連結要素７による
弾性ねじりトルクと被動慣性系５の外乱トルクを推定す
る状態観測器である最小次元観測器２１及び弾性ねじり
トルク推定値と外乱トルク推定値から補償トルク値を算
出する補償トルク値算出部２５を有する。
発明を詳しく説明する。図１乃至図３と関連して説明し
たことと同一の内容に対しては重複の説明を省略する。
図４は本発明による２慣性系のサーボモータ制御装置の
ブロック図である。サーボモータは、この図面から見ら
れるように、サーボモータよりなる駆動慣性系３と負荷
側の被動慣性系５、及び駆動慣性系３と被動慣性系５を
弾性的に連結する弾性連結要素７を有する。本発明の制
御装置は、トルク指令値（Ｔe）を生成して駆動慣性系
３に提供するＰＩ制御器９と、トルク指令値（Ｔe）及
びモータ出力速度（ω）に基づき弾性連結要素７による
弾性ねじりトルクと被動慣性系５の外乱トルクを推定す
る状態観測器である最小次元観測器２１及び弾性ねじり
トルク推定値と外乱トルク推定値から補償トルク値を算
出する補償トルク値算出部２５を有する。
【００１６】最小次元観測器２１により観測されたモー
タ出力速度はＰＩ制御器９の前に設けられた減算器１に
フィードバックされ、減算器１は負荷速度指令値とモー
タ出力速度との差分をＰＩ制御器９で出力する。最小次
元観測器２１で推定された弾性ねじりトルク推定値と外
乱トルク推定値は減算器２３に提供され、減算器２３は
これらの差分を補償トルク算出部２５に出力する。補償
トルク算出部２５は両推定値の差分から被動慣性系５即
ち負荷の加速度推定値を求め、これを微分して負荷加速
度微分値を得て、これを補償トルクフィードバック利得
と掛けて補償トルク値を求める。補償トルク値はＰＩ制
御器９と駆動慣性系３との間に設けられた減算器２７に
提供され、ＰＩ制御器９から生成されたトルク指令値を
補正して駆動慣性系３に提供する。
タ出力速度はＰＩ制御器９の前に設けられた減算器１に
フィードバックされ、減算器１は負荷速度指令値とモー
タ出力速度との差分をＰＩ制御器９で出力する。最小次
元観測器２１で推定された弾性ねじりトルク推定値と外
乱トルク推定値は減算器２３に提供され、減算器２３は
これらの差分を補償トルク算出部２５に出力する。補償
トルク算出部２５は両推定値の差分から被動慣性系５即
ち負荷の加速度推定値を求め、これを微分して負荷加速
度微分値を得て、これを補償トルクフィードバック利得
と掛けて補償トルク値を求める。補償トルク値はＰＩ制
御器９と駆動慣性系３との間に設けられた減算器２７に
提供され、ＰＩ制御器９から生成されたトルク指令値を
補正して駆動慣性系３に提供する。
【００１７】以下、最小次元観測器２１による弾性ねじ
りトルク及び外乱トルクの推定と補償トルク算出部２５
による補償トルク値の算出過程に対して具体的に説明す
る。先ず、負荷速度ωL、外乱トルクＴL、モータ出力速
度ω及び弾性ねじりトルクＴTを状態変数とする２慣性
系の状態方程式を考慮する。ここで、外乱トルクＴLは
時間に対し一定だと仮定し、トルク指令値Ｔeと検出さ
れたモータ出力速度ωを入力変数とする。そしてＪは駆
動慣性系３の慣性モーメントであり、ＪLは被動慣性系
５の慣性モーメント、Ｋは弾性連結要素７のスプリング
定数という。そうすると２慣性系の状態方程式は次の数
９で表現されることができる。
りトルク及び外乱トルクの推定と補償トルク算出部２５
による補償トルク値の算出過程に対して具体的に説明す
る。先ず、負荷速度ωL、外乱トルクＴL、モータ出力速
度ω及び弾性ねじりトルクＴTを状態変数とする２慣性
系の状態方程式を考慮する。ここで、外乱トルクＴLは
時間に対し一定だと仮定し、トルク指令値Ｔeと検出さ
れたモータ出力速度ωを入力変数とする。そしてＪは駆
動慣性系３の慣性モーメントであり、ＪLは被動慣性系
５の慣性モーメント、Ｋは弾性連結要素７のスプリング
定数という。そうすると２慣性系の状態方程式は次の数
９で表現されることができる。
【００１８】
【数９】
【００１９】最小次元の観測器を構成するために、数９
の状態方程式を次のように分割する。
の状態方程式を次のように分割する。
【００２０】
【数１０】
【００２１】ここで、本発明によって提案される最小次
元観測器は次の数１１と同一である。
元観測器は次の数１１と同一である。
【００２２】
【数１１】
【００２３】今、数１１を解いて書くと次の数１２のよ
うに表現される（ＢLはとても小さい値なので無視す
る）。
うに表現される（ＢLはとても小さい値なので無視す
る）。
【００２４】
【数１２】
【００２５】ここで、観測者利得行列（ｌr）を設定す
るために先ず、数１３のように表現される行列Ａ−１r
ｃTの特性多項式△（ｓ）を求める。
るために先ず、数１３のように表現される行列Ａ−１r
ｃTの特性多項式△（ｓ）を求める。
【００２６】
【数１３】
【００２７】ここで、上の特定多項式△（ｓ）が中根ｓ
＝−λ、λ＞０を有するように観測者利得を設定する。
そうすると、数１４のような関係式が満足されなければ
ならない。
＝−λ、λ＞０を有するように観測者利得を設定する。
そうすると、数１４のような関係式が満足されなければ
ならない。
【００２８】
【数１４】
【００２９】この数１３と数１４により観測者利得行列
は、次の数１５のように与えられる。
は、次の数１５のように与えられる。
【００３０】
【数１５】
【００３１】今、数１２から演算された弾性ねじりトル
ク推定値ＴT＾（”ＴT”の上に”＾”をつけた記号を表
すものとする）と外乱トルク推定値ＴL＾（”ＴL”の上
に”＾”をつけた記号を表すものとする）を利用して数
９で被動慣性系５の負荷加速度推定値ωL＾・（”ωL”
の上に”＾”を、さらにその上に”・”をつけた記号を
表すものとする）を求めることができる。求められた負
荷加速度推定値ωL＾・（”ωL”の上に”＾”を、さら
にその上に”・”をつけた記号を表すものとする）は次
の数１６と同一である。
ク推定値ＴT＾（”ＴT”の上に”＾”をつけた記号を表
すものとする）と外乱トルク推定値ＴL＾（”ＴL”の上
に”＾”をつけた記号を表すものとする）を利用して数
９で被動慣性系５の負荷加速度推定値ωL＾・（”ωL”
の上に”＾”を、さらにその上に”・”をつけた記号を
表すものとする）を求めることができる。求められた負
荷加速度推定値ωL＾・（”ωL”の上に”＾”を、さら
にその上に”・”をつけた記号を表すものとする）は次
の数１６と同一である。
【００３２】
【数１６】
【００３３】補償トルク算出部２５では、数１６からの
負荷加速度推定値を微分すると共に補償フィードバック
利得を掛けて減算器２７に提供される。減算器２７はＰ
Ｉ制御器９の出力であるトルク指令値（Ｔe）と補償ト
ルク算出部２５の補償トルク値の誤差を駆動慣性系３に
提供する。即ち、駆動慣性系３に提供される最終の補償
された制御入力値は次の数１７のように表現される。
負荷加速度推定値を微分すると共に補償フィードバック
利得を掛けて減算器２７に提供される。減算器２７はＰ
Ｉ制御器９の出力であるトルク指令値（Ｔe）と補償ト
ルク算出部２５の補償トルク値の誤差を駆動慣性系３に
提供する。即ち、駆動慣性系３に提供される最終の補償
された制御入力値は次の数１７のように表現される。
【００３４】
【数１７】
【００３５】この時、数１７の（ω*−ω＾）（”ω
＾”は、”ω”の上に”＾”をつけた記号を表すものと
する）で表現される速度誤差を含んだＰＩ制御分は速度
計算上の誤差による高周波振動を減殺させる役割をする
ようになり、−ＫLωL＾・・（”ωL＾・・”は、”ωL”の
上に”＾”を、さらにその上に”・・”をつけた記号を表
すものとする）に表現された補償トルク値は外乱トルク
及び弾性ねじりトルクによる振動現象を減殺させる役割
をするようになる。
＾”は、”ω”の上に”＾”をつけた記号を表すものと
する）で表現される速度誤差を含んだＰＩ制御分は速度
計算上の誤差による高周波振動を減殺させる役割をする
ようになり、−ＫLωL＾・・（”ωL＾・・”は、”ωL”の
上に”＾”を、さらにその上に”・・”をつけた記号を表
すものとする）に表現された補償トルク値は外乱トルク
及び弾性ねじりトルクによる振動現象を減殺させる役割
をするようになる。
【００３６】
【発明の効果】前述したように、本発明によると、２慣
性系で被動慣性系の加速度推定値を求めて補償トルク値
を算出しこれでトルク指令値を補正するので、弾性連結
要素による弾性ねじりトルクを適切に除去して振動の除
去及びシステムの安定性向上を図ることができる。
性系で被動慣性系の加速度推定値を求めて補償トルク値
を算出しこれでトルク指令値を補正するので、弾性連結
要素による弾性ねじりトルクを適切に除去して振動の除
去及びシステムの安定性向上を図ることができる。
【図１】 ２慣性系の概略的構成図である。
【図２】 ２慣性系の動的モデルのブロック図である。
【図３】 従来のサーボモータ制御装置の一例を示した
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】 本発明による２慣性系におけるサーボモータ
制御装置のブロック図である。
制御装置のブロック図である。
１，２３，２７ 減算器 ３ 駆動慣性系 ５ 被動慣性系 ７ 弾性連結要素 ９ ＰＩ制御器 ２１ 最小次元観測器 ２５ 補償トルク算出部 整理番号 Ｆ０５２３５Ａ１
Claims (12)
- 【請求項１】 サーボモータと負荷が弾性連結要素を通
じて相互連結されている２慣性系におけるサーボモータ
の制御方法において、 負荷速度指令値に基づき前記サーボモータへのトルク指
令値を求める段階と；前記サーボモータのモータ出力速
度を検出する段階と；前記トルク指令値と前記モータ出
力速度に基づき振動抑制用補償トルク値を求める段階；
及び前記補償トルク値を前記トルク指令値に反映して前
記サーボモータに提供する段階を含むことを特徴とする
サーボモータの制御方法。 - 【請求項２】 前記補償トルク値を求める段階は、前記
負荷の加速度を推定する段階と、負荷加速度推定値から
負荷加速度微分値を求める段階、及び前記負荷が速度微
分値に補償フィードバック利得を掛けて前記補償トルク
値を得る段階を含むことを特徴とする請求項第１に記載
のサーボモータの制御方法。 - 【請求項３】 前記負荷加速度の推定段階は、前記モー
タ出力速度と前記トルク指令値に基づき前記弾性連結要
素における弾性ねじりトルク及び前記サーボモータへの
外乱トルクを推定する状態観測段階、及び前記弾性ねじ
りトルク値と前記外乱トルク推定値との差異値に基づき
前記負荷加速度推定値を求める段階を含むこと特徴とす
る請求項第２に記載のサーボモータの制御方法。 - 【請求項４】 前記負荷加速度推定値は次式で示される
ことを特徴とする請求項第３に記載のサーボモータの制
御方法。 【数１】 - 【請求項５】 最終の補償されたトルク指令値（ＴC）
は次式で表現されることを特徴とする請求項第４に記載
のサーボモータの制御方法。 【数２】 - 【請求項６】 サーボモータと負荷が弾性連結要素を通
じて相互連結されている２慣性系におけるサーボモータ
の制御方法において、 負荷速度指令値に基づき前記サーボモータへのトルク指
令値を求める段階と；前記サーボモータのモータ出力速
度を検出する段階と；前記トルク指令値と前記モータ出
力速度に基づき前記弾性連結要素における弾性ねじりト
ルク及び前記サーボモータに対する外乱トルクを推定す
る段階と；前記弾性ねじりトルク推定値と前記外乱トル
ク推定値との差異値に基づき前記負荷加速度推定値を求
める段階と；前記負荷加速度推定値から負荷加速度微分
値を求める段階と；前記負荷加速度微分値に補償フィー
ドバックを掛けて振動抑制用補償トルク値を得る段階；
及び前記補償トルク値を前記トルク指令値に反映して前
記サーボモータに提供する段階を含むことを特徴とする
サーボモータの制御方法。 - 【請求項７】 前記負荷加速度推定値は次式で表現され
ることを特徴とする請求項第６に記載のサーボモータの
制御方法。 【数３】 - 【請求項８】 最終の補償されたトルク指令値（ＴC）
は次式で表現されることを特徴とする請求項第７に記載
のサーボモータの制御方法。 【数４】 - 【請求項９】 サーボモータと負荷が弾性連結要素を通
じて相互連結されている２慣性系におけるサーボモータ
の制御方法において、 負荷速度指令値に基づいた前記サーボモータへのトルク
指令値と前記サーボモータのモータ出力速度に基づい
て、前記弾性連結要素における弾性ねじりトルク及び前
記サーボモータに対する外乱トルクを推定する状態観測
器と；前記弾性ねじりトルク推定値と前記外乱トルク推
定値との差異値から振動抑制用補償トルク値を算出する
補償トルク算出部と；及び前記補償トルク値を前記トル
ク指令値から減算して前記サーボモータに提供する減算
器を含むことを特徴とするサーボモータの制御装置。 - 【請求項１０】 前記補償トルク算出部は、前記弾性ね
じりトルク推定値と前記外乱トルク推定値との差異値に
基づき前記負荷加速度推定値を求めてその微分値を得、
前記負荷加速度微分値に補償フィードバックを掛けて前
記補償トルク値を算出することを特徴とする請求項第９
に記載のサーボモータの制御装置。 - 【請求項１１】 前記負荷加速度推定値は次式で表現さ
れることを特徴とする請求項第１０に記載のサーボモー
タの制御装置。 【数５】 - 【請求項１２】最終の補償されたトルク指令値（ＴC）
は次式で表現されることを特徴とする請求項第１１に記
載のサーボモータの制御装置。 【数６】
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970018347A KR19980083174A (ko) | 1997-05-12 | 1997-05-12 | 공진계의 진동억제 제어방법 및 제어장치 |
| KR199718347 | 1997-05-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10323072A true JPH10323072A (ja) | 1998-12-04 |
Family
ID=36721344
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10129255A Pending JPH10323072A (ja) | 1997-05-12 | 1998-05-12 | ２慣性共振系におけるサーボモータの制御方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5929587A (ja) |
| JP (1) | JPH10323072A (ja) |
| KR (1) | KR19980083174A (ja) |
| CN (1) | CN1199276A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7116068B2 (en) * | 2002-04-12 | 2006-10-03 | Ford Global Technologies, Llc | Diagnostic system and method for an electric motor using torque estimates |
| US7116077B2 (en) * | 2002-04-12 | 2006-10-03 | Ford Global Technologies, Llc | Diagnostic system and method for an electric motor using torque estimates |
| JP2014188764A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 射出成形機 |
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| CN106849797B (zh) * | 2017-04-10 | 2019-05-07 | 福州大学 | 一种双惯性永磁同步电机的电流无源控制方法 |
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| CN108832863B (zh) * | 2018-06-20 | 2022-03-18 | 无锡信捷电气股份有限公司 | 一种双观测器的伺服系统谐振抑制方法 |
| CN112953317A (zh) * | 2021-03-13 | 2021-06-11 | 无锡信捷电气股份有限公司 | 一种基于观测器的负载扰动快速抑制方法 |
| KR20230020031A (ko) * | 2021-08-02 | 2023-02-10 | 현대자동차주식회사 | 차량의 주행 상태 판단 방법 |
| KR20230037722A (ko) * | 2021-09-09 | 2023-03-17 | 현대자동차주식회사 | 차량의 주행 상태 판단 방법 |
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| JPH0866893A (ja) * | 1994-08-24 | 1996-03-12 | Fanuc Ltd | 衝突検出方法 |
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| JP3382061B2 (ja) * | 1995-05-31 | 2003-03-04 | 松下電工株式会社 | リニア振動モータ |
| US5650704A (en) * | 1995-06-29 | 1997-07-22 | Massachusetts Institute Of Technology | Elastic actuator for precise force control |
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1997
- 1997-05-12 KR KR1019970018347A patent/KR19980083174A/ko not_active Ceased
-
1998
- 1998-05-12 JP JP10129255A patent/JPH10323072A/ja active Pending
- 1998-05-12 CN CN98114724A patent/CN1199276A/zh active Pending
- 1998-05-12 US US09/076,067 patent/US5929587A/en not_active Expired - Fee Related
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| US7116068B2 (en) * | 2002-04-12 | 2006-10-03 | Ford Global Technologies, Llc | Diagnostic system and method for an electric motor using torque estimates |
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| JP2014188764A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 射出成形機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN1199276A (zh) | 1998-11-18 |
| KR19980083174A (ko) | 1998-12-05 |
| US5929587A (en) | 1999-07-27 |
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