JPS60153513A - 弾性ア−ムの制御装置 - Google Patents
弾性ア−ムの制御装置Info
- Publication number
- JPS60153513A JPS60153513A JP852984A JP852984A JPS60153513A JP S60153513 A JPS60153513 A JP S60153513A JP 852984 A JP852984 A JP 852984A JP 852984 A JP852984 A JP 852984A JP S60153513 A JPS60153513 A JP S60153513A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- open
- elastic arm
- loop
- control system
- output
- Prior art date
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Program-controlled manipulators
- B25J9/16—Program controls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
−「発明の技術分野〕
この発明は、マニピュレータや人工衛星のアンテナ取り
付は用ブームなどの弾性を有する一軸アームの制御にお
いて、アームの回転を制御しつつ振動を速やかに減衰さ
せるための制御装置に関するものである。
付は用ブームなどの弾性を有する一軸アームの制御にお
いて、アームの回転を制御しつつ振動を速やかに減衰さ
せるための制御装置に関するものである。
従来この種の装置として第１図のブロック図に示すもの
があった。図において、ｌは一軸の弾性アーム、コはこ
の弾性アームに取り付けたセンサ（図示しない）からの
センサ信号を用いて弾性アームｌの回転や振動の状態を
推定する推定器、３は弾性アーム／の駆動軸（図示しな
い）に駆動信号を与える閉ループ制御器である。
があった。図において、ｌは一軸の弾性アーム、コはこ
の弾性アームに取り付けたセンサ（図示しない）からの
センサ信号を用いて弾性アームｌの回転や振動の状態を
推定する推定器、３は弾性アーム／の駆動軸（図示しな
い）に駆動信号を与える閉ループ制御器である。
次に動作について説明する。弾性アームｌの運動は弾性
アームｌの駆動軸に取り付けられた回転角検出器（図示
しない）や弾性アームｌ上の歪検出器（図示しない）な
どのセンサによって検出され、検出されたセンサ信号は
推定器コに入力される。推定器コでは弾性アーム／のセ
ンサ信号から弾性アームｌの力学モデルを用いて、弾性
アーム。
アームｌの駆動軸に取り付けられた回転角検出器（図示
しない）や弾性アームｌ上の歪検出器（図示しない）な
どのセンサによって検出され、検出されたセンサ信号は
推定器コに入力される。推定器コでは弾性アーム／のセ
ンサ信号から弾性アームｌの力学モデルを用いて、弾性
アーム。
ｌの回転角や回転角速度および弾性アームｌの振動を表
わす各振動モードの変位や変位速度を推定する。次に推
定された各変数を指令値との偏差なめて閉ループ制御器
３に入力し、閉ループ制御器３ではこの偏差をＯにする
ように弾性アームｔの駆動軸に対する駆動信号をめて出
力する。
わす各振動モードの変位や変位速度を推定する。次に推
定された各変数を指令値との偏差なめて閉ループ制御器
３に入力し、閉ループ制御器３ではこの偏差をＯにする
ように弾性アームｔの駆動軸に対する駆動信号をめて出
力する。
従来の弾性アームの制御装置は以上のように構成されて
いるので、弾性アームの回転を制御しかつ弾性アームの
振動の減衰を速めるためには閉ループ制御器のゲインを
高めねばならず、そのため不安定になりやすい、ノイズ
に弱いなどの欠点があった。
いるので、弾性アームの回転を制御しかつ弾性アームの
振動の減衰を速めるためには閉ループ制御器のゲインを
高めねばならず、そのため不安定になりやすい、ノイズ
に弱いなどの欠点があった。
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、制御装置に開ループ制御系とその
切換機構を付加することにより、閉ループ制御器のゲイ
ンを高めることなく、弾性アームの回転を制御しつつ弾
性アームの振動の減衰を速め、外乱に対する応答性も良
くすることのできる弾性アームの制御装置を提供するこ
とを目的としている。
めになされたもので、制御装置に開ループ制御系とその
切換機構を付加することにより、閉ループ制御器のゲイ
ンを高めることなく、弾性アームの回転を制御しつつ弾
性アームの振動の減衰を速め、外乱に対する応答性も良
くすることのできる弾性アームの制御装置を提供するこ
とを目的としている。
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第二
図はこの発明による弾性アームの制御装置の一実施例の
ブロック図であり、図においてｌ〜３は第１図と同等ま
たは相当部分を示す。図でダは開ループ制御器、Ｓはこ
の開ループ制御器ｑの出力である開ループ駆動信号を用
いて弾性アームｌの回転や振動の状態量の時間変化すな
わち軌道を生成する軌道生成部、６は開ループ制御の開
始時に軌道生成部Ｓの初期値を定める初期値設定部であ
る。また７は推定器コの出力と指令値の偏差から開ルー
プ制御系のメン・オフを行なう開ル−プ制御系切換機構
、３は開ループ制御系がオンのとき開ループ制御器ダの
出力を、万フのときＯを出力するスイッチＡ、、？は開
ループ制御系がオンのとき軌道生成部Ｓの出刃を、オフ
のとき指令値を出力するスイッチＢである。
図はこの発明による弾性アームの制御装置の一実施例の
ブロック図であり、図においてｌ〜３は第１図と同等ま
たは相当部分を示す。図でダは開ループ制御器、Ｓはこ
の開ループ制御器ｑの出力である開ループ駆動信号を用
いて弾性アームｌの回転や振動の状態量の時間変化すな
わち軌道を生成する軌道生成部、６は開ループ制御の開
始時に軌道生成部Ｓの初期値を定める初期値設定部であ
る。また７は推定器コの出力と指令値の偏差から開ルー
プ制御系のメン・オフを行なう開ル−プ制御系切換機構
、３は開ループ制御系がオンのとき開ループ制御器ダの
出力を、万フのときＯを出力するスイッチＡ、、？は開
ループ制御系がオンのとき軌道生成部Ｓの出刃を、オフ
のとき指令値を出力するスイッチＢである。
次に動作について説明する。制御装置が定常的に動作し
ており、推定器ツの出力と指令値との偏差が小さい段階
では、開ループ制御系はオフの状態にあり従ってスイッ
チＡｇはＯを出力しかつスイッチＢ？は指令値を出力す
る。この状態で第２図の制御装置は、第１図に示した従
来の制御装置と全く等価である。ところが、指令値の変
化や外乱の影響で推定器−の出力と指令値の偏差が大き
くなると開ループ制御系切換機構７が働き、開ループ制
御系をオフからオンに変える。このとき開ループ制御系
切換機構７はまず初期値設定部乙に働き、初期値設定部
６は推定器コの出力から軌道生成部５の初期値を設定す
る。次にスイッチＡＩとスイッチＢ９を、その出力がそ
れぞれ開ループ制御器ダの出力と軌道生成部Ｓの出力に
なるように切換える。その結果、開ループ制御器グは軌
道生成部Ｓの出力が速やかに指令値に近づくように開ル
ープ駆動信号を出力し、軌道生成部Ｓはそのときの弾性
アームｌの状態量の時間変化をめる。
ており、推定器ツの出力と指令値との偏差が小さい段階
では、開ループ制御系はオフの状態にあり従ってスイッ
チＡｇはＯを出力しかつスイッチＢ？は指令値を出力す
る。この状態で第２図の制御装置は、第１図に示した従
来の制御装置と全く等価である。ところが、指令値の変
化や外乱の影響で推定器−の出力と指令値の偏差が大き
くなると開ループ制御系切換機構７が働き、開ループ制
御系をオフからオンに変える。このとき開ループ制御系
切換機構７はまず初期値設定部乙に働き、初期値設定部
６は推定器コの出力から軌道生成部５の初期値を設定す
る。次にスイッチＡＩとスイッチＢ９を、その出力がそ
れぞれ開ループ制御器ダの出力と軌道生成部Ｓの出力に
なるように切換える。その結果、開ループ制御器グは軌
道生成部Ｓの出力が速やかに指令値に近づくように開ル
ープ駆動信号を出力し、軌道生成部Ｓはそのときの弾性
アームｌの状態量の時間変化をめる。
軌道生成部Ｓの出力と推定器−の出力との偏差が入力さ
れると、閉ループ制御器３は推定器コの出力が軌道生成
部５の出力と等しくなるように閉ループ駆動信号を出力
する。この閉ループ駆動信号と開ループ制御器弘の出力
すなわち開ループ駆動信号を加えあわせて弾性アーム／
の駆動信号とする。制御の結果、推定器コの出力と指令
値との変化が小さくなれば、書び開ループ制御系切換機
構７が働いて開ループ制御系をオフとし、定常動作に戻
す。この開ループ制御系切換機構７は、通常、弾性アー
ムｌの回転角や低次振動モードの変位に着目して開ルー
プ制御系のオン・オフ信号を発生する。
れると、閉ループ制御器３は推定器コの出力が軌道生成
部５の出力と等しくなるように閉ループ駆動信号を出力
する。この閉ループ駆動信号と開ループ制御器弘の出力
すなわち開ループ駆動信号を加えあわせて弾性アーム／
の駆動信号とする。制御の結果、推定器コの出力と指令
値との変化が小さくなれば、書び開ループ制御系切換機
構７が働いて開ループ制御系をオフとし、定常動作に戻
す。この開ループ制御系切換機構７は、通常、弾性アー
ムｌの回転角や低次振動モードの変位に着目して開ルー
プ制御系のオン・オフ信号を発生する。
なお、上記実施例では推定器ユを用いるものを示したが
、特に推定器を用いる必要はなく、推定器を用いない場
合には軌道生成部Ｓでセンサ信号と同じものをめるよう
にすればよい。また開ループ制御器ケは軌道生成部から
のフィードバック信号を用いるものを示したが、フィー
ドバック信号を用いないで、指令値と初期値だけで開ル
ープ制御を行なってもよい。また人工衛星の場合に弾性
アームの駆動軸が衛星本体であってもよく、スラスタや
ホイールで衛星本体に回転トルクを与えれば、上記実施
例と同様の効果を奏する。
、特に推定器を用いる必要はなく、推定器を用いない場
合には軌道生成部Ｓでセンサ信号と同じものをめるよう
にすればよい。また開ループ制御器ケは軌道生成部から
のフィードバック信号を用いるものを示したが、フィー
ドバック信号を用いないで、指令値と初期値だけで開ル
ープ制御を行なってもよい。また人工衛星の場合に弾性
アームの駆動軸が衛星本体であってもよく、スラスタや
ホイールで衛星本体に回転トルクを与えれば、上記実施
例と同様の効果を奏する。
以上のように、この発明によれば弾性アームの制御装填
を便米の閉ループ制御１系に）ＪＯえて開ループ制御系
とその切換機構馨付加するよダに構成したので、閉ルー
プ制御器のゲ・（ンを高めることなく、弾性アームの回
転？制御しつつ弾性アームの振動の減該を速めることが
でさ、また外乱にも速やかに応答できるという効果があ
る。
を便米の閉ループ制御１系に）ＪＯえて開ループ制御系
とその切換機構馨付加するよダに構成したので、閉ルー
プ制御器のゲ・（ンを高めることなく、弾性アームの回
転？制御しつつ弾性アームの振動の減該を速めることが
でさ、また外乱にも速やかに応答できるという効果があ
る。
第１図は従来の弾性アームの制御装置を示すブロック図
、第２図はこの発明による弾性アームの制御装置の一実
施例を示１゛ブロック図である。 ｌ・・弾性アーム、ユ・・推定器、３・・閉ループ制御
器、ｔ・・開ループｆ６１」御器、Ｓ・・軌道生成部、
６・・初期値設定部、７・・開ループ制御系切換機構、
ｇ・・スイッチＡ、？・・スイッチＢ０ なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す・
、第２図はこの発明による弾性アームの制御装置の一実
施例を示１゛ブロック図である。 ｌ・・弾性アーム、ユ・・推定器、３・・閉ループ制御
器、ｔ・・開ループｆ６１」御器、Ｓ・・軌道生成部、
６・・初期値設定部、７・・開ループ制御系切換機構、
ｇ・・スイッチＡ、？・・スイッチＢ０ なお、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す・
Claims (3)
- （１） 閉ループ制御器に接続された弾性アームの制御
装置において、伽看≦央前記弾性アームを指令値に近づ
けるように開ループ駆動信号を出力する開ループ制御器
と、前記開ループ駆動信号を用いて前記弾性アームの回
転や振動の状態量の時間□変化をめる軌道生成部と、こ
の軌道生成部の初期値設定を行なう初期値設定部と、こ
れら開ループ制御器、軌道生成部および初期値設定部か
らなる開ループ制御系の切換えを行なう開ループ制御系
切換機構およびスイッチとを備え、前記弾性アームの出
力が前記軌道生成部の出力と等しくなるように前記閉ル
ープ制御器が閉ループ駆動信号を出力し、この閉ループ
駆動信号に前記開ループ駆動信号を加えて前記弾性アー
ムの駆動信号としたことを特徴とする弾性アームの制御
装置。 - （２）スイッチは、開ループ制御器と軌道生成部の間に
接続され、開ループ制御系がオンのときには前記開ルー
プ制御器の出力をそして前記開ループ制御系がオフのと
きにはＯを、出力するスイッチＡ１および前記軌道生成
部と前記開ループ制御器の間に接続され、前記開ループ
制御系がオンのときには前記軌道生成部の出力をそして
前記開ループ制御系がオフのときには指令値を出力する
スイッチＢから成る特許請求の範囲第１＠記載の弾性ア
ームの制御装置。 - （３）開ループ制御系切換機構は、弾性アームの出力と
指令値との偏差が小さいときには開ループ制御系をオフ
に維持するが、前記偏差が大きくなると前記開ループ制
御系をオンに切換える特許請求の範囲第１項または第２
項記載の弾性アームの制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP852984A JPS60153513A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 弾性ア−ムの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP852984A JPS60153513A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 弾性ア−ムの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60153513A true JPS60153513A (ja) | 1985-08-13 |
Family
ID=11695673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP852984A Pending JPS60153513A (ja) | 1984-01-23 | 1984-01-23 | 弾性ア−ムの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60153513A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01209509A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-23 | Tamagawa Seiki Co Ltd | サーボシステム |
-
1984
- 1984-01-23 JP JP852984A patent/JPS60153513A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01209509A (ja) * | 1988-02-17 | 1989-08-23 | Tamagawa Seiki Co Ltd | サーボシステム |
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