JPS6165303A - デイジタルサ−ボ装置 - Google Patents
デイジタルサ−ボ装置Info
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- JPS6165303A JPS6165303A JP59186784A JP18678484A JPS6165303A JP S6165303 A JPS6165303 A JP S6165303A JP 59186784 A JP59186784 A JP 59186784A JP 18678484 A JP18678484 A JP 18678484A JP S6165303 A JPS6165303 A JP S6165303A
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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
- G05B19/00—Program-control systems
- G05B19/02—Program-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
- G05B19/21—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device
- G05B19/23—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of program data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path using an incremental digital measuring device for point-to-point control
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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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、サンプリング制御を行なうディジタルサーボ
装置に関する。
装置に関する。
数値制御（ＮＣ）工作機械およびロボットなどには、第
５図に示すようなディジタルサーボ装置が設けられる。
５図に示すようなディジタルサーボ装置が設けられる。
この図で１０は目標値関数発生機構、１２はサーボ機構
、１４は制御対象、例えば負荷に連結された直流電動機
である。また、１５はディジタルサーボ装置であって、
関数発生機構１０とサーボ機構１２とを備え、マイクロ
プロセッサ等より成る。目標値関数発生機構１０はサー
ボ機構１２が追従できるように変化する目標値ｒを出力
し、サーボ機構１２は該目標値ｒと制御対象の制御量ｙ
例えば位置、速度などを受けて、時間変化する該目標値
ｒに制御量ｙが追従するように操作Ｎｕを出力する。例
えば現在位置ｒｏにある制御対象１４を他の位置ｒ１に
移動させたい場合、機構１０が出力する目標値ｒをｒｏ
からｒｌにステップ状に変化させると目標値変化が急激
になり過ぎ、制御対象１４は追従できないので、目標値
ｒは第６図の曲線Ｃ２のように現在位置ｒ。
、１４は制御対象、例えば負荷に連結された直流電動機
である。また、１５はディジタルサーボ装置であって、
関数発生機構１０とサーボ機構１２とを備え、マイクロ
プロセッサ等より成る。目標値関数発生機構１０はサー
ボ機構１２が追従できるように変化する目標値ｒを出力
し、サーボ機構１２は該目標値ｒと制御対象の制御量ｙ
例えば位置、速度などを受けて、時間変化する該目標値
ｒに制御量ｙが追従するように操作Ｎｕを出力する。例
えば現在位置ｒｏにある制御対象１４を他の位置ｒ１に
移動させたい場合、機構１０が出力する目標値ｒをｒｏ
からｒｌにステップ状に変化させると目標値変化が急激
になり過ぎ、制御対象１４は追従できないので、目標値
ｒは第６図の曲線Ｃ２のように現在位置ｒ。
から目標位置ｒ１へなだらかに変化させる。曲線Ｃ１は
制御対象を時間Ｔ１の間一定加速度で加速し、最大速度
に達したらその速度で時間Ｔ２の開動作さセ、然るのち
時間Ｔ３の間一定減速度で減速して停止さセる場合の時
間−距離曲線であり、この場合の時間−速度曲線は第６
図の曲線ＣＩになる。目標値「をこのようになだらかに
変化させると制御対象はよく追従でき、そして上記−重
加、減速度をそれぞれ最大値に選ふと、位置決めを最も
（可及的に）速やかに行なうことができる。サーボ機構
１２が出力する１築作量Ｕは目標値ｒと制御量（帰ｉｌ
量）ｙにより決定され、比例制御なら両者の差に、積分
制御なら差の積分値であり、そして微分制御を加えるな
ら該差の微分値がプラスされる。
制御対象を時間Ｔ１の間一定加速度で加速し、最大速度
に達したらその速度で時間Ｔ２の開動作さセ、然るのち
時間Ｔ３の間一定減速度で減速して停止さセる場合の時
間−距離曲線であり、この場合の時間−速度曲線は第６
図の曲線ＣＩになる。目標値「をこのようになだらかに
変化させると制御対象はよく追従でき、そして上記−重
加、減速度をそれぞれ最大値に選ふと、位置決めを最も
（可及的に）速やかに行なうことができる。サーボ機構
１２が出力する１築作量Ｕは目標値ｒと制御量（帰ｉｌ
量）ｙにより決定され、比例制御なら両者の差に、積分
制御なら差の積分値であり、そして微分制御を加えるな
ら該差の微分値がプラスされる。
このような制御をアナログ式に行なう場合は目標値ｒは
當時（時間的に連続して）出力され、制御量ｙも常時帰
還され、操作量１λも常時出力される。しかしディジタ
ル式に行なう場合は一定時間間隔で目標値ｒの算出、制
御量ｙの取込み、操作Ｍｙの出力が行なわれ、連続時間
系から％ｌＩｌ ！＆待時間になる。この一定時間間隔
（ナンプリング周期）をＴとすると、ｒ （ｔｌ、
Ｙ （ｔｌ、 ｕ （ｔｌ等の量はｒ （ｋＴ） 、
ｙ （ｋＴ） 、 ｕ （ｋＴ） 、こ＼でに−０゜
１．２．・・・・・・１等と離散化される。なおこれら
の離散量は以後ｒ （ｋｌ、 ｙ ｆｋ）、 ｕ
ｆｋ）と記す。
當時（時間的に連続して）出力され、制御量ｙも常時帰
還され、操作量１λも常時出力される。しかしディジタ
ル式に行なう場合は一定時間間隔で目標値ｒの算出、制
御量ｙの取込み、操作Ｍｙの出力が行なわれ、連続時間
系から％ｌＩｌ ！＆待時間になる。この一定時間間隔
（ナンプリング周期）をＴとすると、ｒ （ｔｌ、
Ｙ （ｔｌ、 ｕ （ｔｌ等の量はｒ （ｋＴ） 、
ｙ （ｋＴ） 、 ｕ （ｋＴ） 、こ＼でに−０゜
１．２．・・・・・・１等と離散化される。なおこれら
の離散量は以後ｒ （ｋｌ、 ｙ ｆｋ）、 ｕ
ｆｋ）と記す。
サンプリング制御理論によれば、これらの目標値ｒ （
ｋｌの発生、制御量Ｙ （ｋｌの観察、操作量ｕ （ｋ
ｌの発生は同一時刻でなければならない。しかしこの種
制御は一般にデジタル計算機を用いて行なわれ、これは
逐次処理型であるから同時発生は不可能で、まずｒ （
ｋ）を発生し、次にｙ（ト））を観察し、これらの量か
らｕ （ｋｌを発生させることになる。
ｋｌの発生、制御量Ｙ （ｋｌの観察、操作量ｕ （ｋ
ｌの発生は同一時刻でなければならない。しかしこの種
制御は一般にデジタル計算機を用いて行なわれ、これは
逐次処理型であるから同時発生は不可能で、まずｒ （
ｋ）を発生し、次にｙ（ト））を観察し、これらの量か
らｕ （ｋｌを発生させることになる。
これらの発生、観察が逐次的にはなるが、該発生、観察
が一定周期、一定相互間遅れで行なわれるなら一定周期
、同時処理に近く、許容できるが、一定周期も維持でき
ないのでは問題である。計算機に上記処理を行なわせる
にはタイマ割込み処理等を利用するが、第３図に示すよ
うに割込み後に目標値ｒ （ｋｌの発生、制御量ｙ（ｋ
ｌの観察、操作量Ｕ（ｋ）の発生を行なうと、第４図に
示すように割込みは一定間隔で起きているのに、Ｖ （
ｋｌの観察、ｕ （ｋｌの発生が一定間隔で起らない可
能性がある。この第４図で■は目標値ｒ （ｋｌの発生
、■ばｙ（ｋｌの観察、■は操作量ｕ （ｋｌの発生を
示し、各々のプロ・７りの長さは時間を示す。割込みは
３．０ミリ秒の一定時間間隔で起り、この割込みが受付
けられると先ず■、次に■、最後に■の処理が行なわれ
、各周期でこれが繰り返される。
が一定周期、一定相互間遅れで行なわれるなら一定周期
、同時処理に近く、許容できるが、一定周期も維持でき
ないのでは問題である。計算機に上記処理を行なわせる
にはタイマ割込み処理等を利用するが、第３図に示すよ
うに割込み後に目標値ｒ （ｋｌの発生、制御量ｙ（ｋ
ｌの観察、操作量Ｕ（ｋ）の発生を行なうと、第４図に
示すように割込みは一定間隔で起きているのに、Ｖ （
ｋｌの観察、ｕ （ｋｌの発生が一定間隔で起らない可
能性がある。この第４図で■は目標値ｒ （ｋｌの発生
、■ばｙ（ｋｌの観察、■は操作量ｕ （ｋｌの発生を
示し、各々のプロ・７りの長さは時間を示す。割込みは
３．０ミリ秒の一定時間間隔で起り、この割込みが受付
けられると先ず■、次に■、最後に■の処理が行なわれ
、各周期でこれが繰り返される。
図示のようにｙ（ｋｌの観察■及びｕ （ｋｌの発生■
の所要時間はは一゛一定であり、これに対して目標値ｒ
ｆｋ）の発生所要時間はかなり変動する。これば、ｒ
（ｋｌの発生要領は加速時、定速時、減速時、及びこ
れら相互間の過渡時で異なり、この結果演算所要時間が
変ることによる。図示の例ではケースＡ（例えば、定速
時）の場合■には０．５ミリ秒、■には０．１ミリ秒、
■には１．０ミリ秒、計１．６ミリ秒であるが、ケース
Ｂ（例えば、減速時）の場合は■には１．０ミリ秒、■
には０．１ミリ秒、■には１．０ミリ秒、計２．５ミリ
秒を要した。このように変るとケースＡ間では■、■、
■の各々について一定周期が確保できるが、ケースＡ、
Ｂ間では■については一定周期を維持できるものの、■
、■については一定周期にならない（３ミリ秒から３゜
５ミリ秒に変る）。本発明はか−る点を改善し、各処理
■、■、■について一定周期が維持できるようにしよう
とするものである。
の所要時間はは一゛一定であり、これに対して目標値ｒ
ｆｋ）の発生所要時間はかなり変動する。これば、ｒ
（ｋｌの発生要領は加速時、定速時、減速時、及びこ
れら相互間の過渡時で異なり、この結果演算所要時間が
変ることによる。図示の例ではケースＡ（例えば、定速
時）の場合■には０．５ミリ秒、■には０．１ミリ秒、
■には１．０ミリ秒、計１．６ミリ秒であるが、ケース
Ｂ（例えば、減速時）の場合は■には１．０ミリ秒、■
には０．１ミリ秒、■には１．０ミリ秒、計２．５ミリ
秒を要した。このように変るとケースＡ間では■、■、
■の各々について一定周期が確保できるが、ケースＡ、
Ｂ間では■については一定周期を維持できるものの、■
、■については一定周期にならない（３ミリ秒から３゜
５ミリ秒に変る）。本発明はか−る点を改善し、各処理
■、■、■について一定周期が維持できるようにしよう
とするものである。
〔問題点を解決するための手段および作用〕本発明は、
一定時間間隔で制御対象の目標値を発生する目標値関数
発生手段と、該目標値に制御対象の制御量が追従するよ
うに該制御対象に加える操作量を発生するサーボ機構を
備えたディジタルサーボ装置において、一定時間間隔で
該サーボ機構に、目標値関数発生機構が発生した目標値
及び検出した制御対象の制御量をもとに操作量を発生さ
せ、次いで目標値関数発生機構に次の時間間隔時の目標
値を計算させるようにしてなることを特徴とするもので
ある。
一定時間間隔で制御対象の目標値を発生する目標値関数
発生手段と、該目標値に制御対象の制御量が追従するよ
うに該制御対象に加える操作量を発生するサーボ機構を
備えたディジタルサーボ装置において、一定時間間隔で
該サーボ機構に、目標値関数発生機構が発生した目標値
及び検出した制御対象の制御量をもとに操作量を発生さ
せ、次いで目標値関数発生機構に次の時間間隔時の目標
値を計算させるようにしてなることを特徴とするもので
ある。
第１図に示すように本発明では割込め発生でこれが受付
けられたら先ず制御１ ｙ （ｋ）の観察を行ない、前
の周期で求めておいた目標値「（ｋ）と上記観察したｙ
（ｋｌを用いてり′−ポ機構は操作量ＩＪ （ｋｌを算
出し、これを制御対象へ加える。ごごで、制御■ｙ（ｋ
ｌの観察は、制御対象をモータとする場合、モータに取
付けられたロータリエンコーダにより行ない、検出され
た角度が制御量である。然るのち目標値関数発生機構が
、次の周期で使用する目標値ｒ （ｋｌ１）を演算し、
この演算処理終了で割込み処理終了とし、引算機は他の
割込み又はジョブの処理に入る。なお第５図のサーボ機
構１２は詳しくは操作量Ｕの演！機構であり、目標値関
数発生機構１０と共に計重機のマイクロプログラムで構
成される。制御対象１４はこ＼では直流電動機とその負
荷を想定している。制御量ｙは該電動機の回転軸に取付
けられたパルス発生器などにより検出され、計算機のＩ
１０ボートへ導かれる。
けられたら先ず制御１ ｙ （ｋ）の観察を行ない、前
の周期で求めておいた目標値「（ｋ）と上記観察したｙ
（ｋｌを用いてり′−ポ機構は操作量ＩＪ （ｋｌを算
出し、これを制御対象へ加える。ごごで、制御■ｙ（ｋ
ｌの観察は、制御対象をモータとする場合、モータに取
付けられたロータリエンコーダにより行ない、検出され
た角度が制御量である。然るのち目標値関数発生機構が
、次の周期で使用する目標値ｒ （ｋｌ１）を演算し、
この演算処理終了で割込み処理終了とし、引算機は他の
割込み又はジョブの処理に入る。なお第５図のサーボ機
構１２は詳しくは操作量Ｕの演！機構であり、目標値関
数発生機構１０と共に計重機のマイクロプログラムで構
成される。制御対象１４はこ＼では直流電動機とその負
荷を想定している。制御量ｙは該電動機の回転軸に取付
けられたパルス発生器などにより検出され、計算機のＩ
１０ボートへ導かれる。
この本発明方式によれば前記発生、観察をそれぞれ一定
周期で行なうことができる。これを第２図で説明すると
、タイマ割込み周期はやはり３．０ミリ秒とし、目標値
ｒ ｆｋｌの発生■は０．５ミリ秒又は１．０ミリ秒、
ｙｆｋｌの観察■は０．１ミリ秒、操作量ｕ （ｋｌの
発生■は１．０ミリ秒とすると、目標値ｒ（ｋｌの発生
に０．５ミリ秒を要するケースＡ−，これに１．０ミリ
秒を要するケースＢの場合は図示の如くなり、■、■、
■の処理周期はいずれも３ミリ秒である。処理■に長時
間を要する場合は、各処理サイクル間の遊び期間（計算
機が他の割込み又はジョブを処理している期間）が短く
なるだけである。
周期で行なうことができる。これを第２図で説明すると
、タイマ割込み周期はやはり３．０ミリ秒とし、目標値
ｒ ｆｋｌの発生■は０．５ミリ秒又は１．０ミリ秒、
ｙｆｋｌの観察■は０．１ミリ秒、操作量ｕ （ｋｌの
発生■は１．０ミリ秒とすると、目標値ｒ（ｋｌの発生
に０．５ミリ秒を要するケースＡ−，これに１．０ミリ
秒を要するケースＢの場合は図示の如くなり、■、■、
■の処理周期はいずれも３ミリ秒である。処理■に長時
間を要する場合は、各処理サイクル間の遊び期間（計算
機が他の割込み又はジョブを処理している期間）が短く
なるだけである。
第２図と第４図を比べれば明らかなように、本発明では
その周期で使用すべき目標値算出を、１つ前の周期で行
なっている。このようにしても別に支障はない。即ち目
標値ｒは例えば第６図の曲線Ｃ２であり、到達位置など
により定めた速度曲線Ｃ１を時間積分（離散的であるか
ら、増分を足し又は引いたりして）して得られるもので
あるから、１サイクル前での計算も格別支障ない。
その周期で使用すべき目標値算出を、１つ前の周期で行
なっている。このようにしても別に支障はない。即ち目
標値ｒは例えば第６図の曲線Ｃ２であり、到達位置など
により定めた速度曲線Ｃ１を時間積分（離散的であるか
ら、増分を足し又は引いたりして）して得られるもので
あるから、１サイクル前での計算も格別支障ない。
以上説明したように本発明によれば処理時間が変動する
目標値演算は前の処理サイクルの束部で済ませておくと
いう手法によって各処理をそれぞれ一定周期で実行でき
、正確なサンプリング制御を行なうことができる。
目標値演算は前の処理サイクルの束部で済ませておくと
いう手法によって各処理をそれぞれ一定周期で実行でき
、正確なサンプリング制御を行なうことができる。
第１図は本発明の制御方式の説明図、第２図は第１図の
各処理の周期の説明図、第３図は従来の制御方式の説明
図、第４図は第３図の各処理の周期の説明図、第５図は
ディジタルサーボ装置の構成を示すブロック図、第６図
は目標値の説明図である。 図面で１４は制御対象、１０は目標値関数発生機構、１
２はサーボ機構、■は目標値発生、■は制御量の観察、
■は操作量発生を示す。
各処理の周期の説明図、第３図は従来の制御方式の説明
図、第４図は第３図の各処理の周期の説明図、第５図は
ディジタルサーボ装置の構成を示すブロック図、第６図
は目標値の説明図である。 図面で１４は制御対象、１０は目標値関数発生機構、１
２はサーボ機構、■は目標値発生、■は制御量の観察、
■は操作量発生を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一定時間間隔で制御対象の目標値を発生する目標値関数
発生機構と、該目標値に制御対象の制御量が追従するよ
うに該制御対象に加える操作量を発生するサーボ機構を
備えたディジタルサーボ装置において、 一定時間間隔で該サーボ機構に、目標値関数発生機構が
発生した目標値及び検出した制御対象の制御量をもとに
操作量を発生させ、次いで目標値関数発生機構に次の時
間間隔時の目標値を計算させるようにしてなることを特
徴とするディジタルサーボ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186784A JPH0792701B2 (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | ディジタルサーボ装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59186784A JPH0792701B2 (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | ディジタルサーボ装置の制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6165303A true JPS6165303A (ja) | 1986-04-03 |
| JPH0792701B2 JPH0792701B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=16194532
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59186784A Expired - Lifetime JPH0792701B2 (ja) | 1984-09-06 | 1984-09-06 | ディジタルサーボ装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792701B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04135819U (ja) * | 1991-06-12 | 1992-12-17 | 関東自動車工業株式会社 | ラツゲージドアロツクシリンダの取付け構造 |
| JP2016173708A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | アズビル株式会社 | 制御装置および制御方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55121299U (ja) * | 1979-02-20 | 1980-08-28 | ||
| JPS5726991U (ja) * | 1980-07-22 | 1982-02-12 |
-
1984
- 1984-09-06 JP JP59186784A patent/JPH0792701B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55121299U (ja) * | 1979-02-20 | 1980-08-28 | ||
| JPS5726991U (ja) * | 1980-07-22 | 1982-02-12 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04135819U (ja) * | 1991-06-12 | 1992-12-17 | 関東自動車工業株式会社 | ラツゲージドアロツクシリンダの取付け構造 |
| JP2016173708A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | アズビル株式会社 | 制御装置および制御方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0792701B2 (ja) | 1995-10-09 |
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