JPS63283484A - サ−ボモ−タの速度制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ディジタルサーボシステムにおけるサーボモ
ータの速度制御装置に関する。

（従来の技術） 通常のＮＣやロボットコントローラなどのディジタルサ
ーボシステムでは、指令速度と実速度との誤差に基づい
てサーボモータのトルク指令を設定しており、そのため
に速度検出手段としてバルスコーダなどを使用している
。

上記誤差信号からサーボモータの速度と位置とを正確に
制御するためには、通常比例動作と積分力作を行なうＰ
−１補償回路が必要であり、積分ゲインを大きくすれば
、定常偏差をなくし一般に微小な偏差に対しては応答良
く修正することができる。しかし、積分ゲインを大きく
とりすぎると、偏差が大きくなったときに制御系でのオ
ーバシュートなど機械系の動作にうねりを生じる原因に
もなり、フィードバック系の安定した動作が失われる。

（発明が解決しようとする問題点） 従来アナログサーボシステムの場合には、アナログアン
プに対して設けた積分用のコンデンサの容量値を大きく
しておいて、通常の運転時にはその電圧制限用のダイオ
ードを並列に接続し、機械系の停止時の寸前にそれを分
離して積分ゲインを大きくするという工夫がなされてい
た。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、ディジタ
ルサーボシステムにおいて微速あるいは低速のときに最
適に設定された積分ゲインが、通常運転時に過大な積分
動作として作用することを防止したサーボモータの速度
制御装置を提供しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明によれば、離散的な速度指令信号によりサーボモ
ータを速度制御するサーボモータの速度制御装置におい
て、前記サーボモータから帰還される実速度信号と速度
指令信号との速度誤差を出力する演算手段と、この演算
手段の誤差出力に基づいてＰ−ＩＩＩＪｆ［０により前
記サーボモータへのトルク指令を形成する補償手段と、
この補償手段でのＩ制御の出力に対するクランプ値を設
定制御する制御手段とをとを具備することを特徴とする
サーボモータの速度制御装はを提供できる。

（作用） 本発明のサーボモータの速度制御装置では、トルク指令
を形成する補償手段での積分値を、設定されたクランプ
値により制御して通常運転時に過大な積分動作として作
用しないようにしている。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明する
。

第１図は、本発明の一実施例の速度制御装置を示すブロ
ック図で、速度指令Ｖｃｍｄが、加算回路１を介して所
定の制御ゲインを有する補償回路２に供給され、サーボ
モータ３に対するトルク指令Ｔｃｍｄに変換され、サー
ボモータ３を指令速度Ｖｃｍｄで駆動制御している。

上記加算回路１には、サーボモータ３からの実速度ＴＳ
Ａが帰還され、ここで速度指令Ｖｃｍｄとの誤差ＥＲが
演算されて、それが速度偏差として補償口２８２に出力
されている。

上記補償回路２は、速度偏差に基づいてサーボモータ３
に所定の駆動電流などのパワーを設定するためのもので
、その制御ゲインＧは、Ｇ＝に２＋に１／ｓ に設定され、速度偏差に基づいてＰ−Ｉ制御を行なって
いる。すなわち、所定のサンプリング周期で加算回路１
から出力される誤差ＥＲ（ｉ）は、ホールド機能を持つ
加算ブロック２１に供給されるとともに、Ｐ（比例）動
作をする積算ブロック２２にも供給される。ここで、Ｋ
２は比例ゲイン、Ｋ１は積分ゲインで、この積分ゲイン
に１と上記加算ブロック２１の出力とが積算ブロック２
３で積算され、次に詳細に説明するクランプ機能を有す
るブロック２４で、Ｉ　（積分）制御の出力に対するク
ランプ値Ｘ１が設定制御される。なお、加算器２５では
、比例項と積分項との和が演算されて、サーボモータ３
に対するトルク指令Ｔ　ｃｍｄが出力されている。

第２図は、上記補償回路２で積算された積分値をクラン
プする場合の制御アルゴリズムを示すフローチャートで
ある。

サーボモータ３からの実速度信号ＴＳ＾は、例えばパル
スコーダなどの速度検出手段を介して加算回路１に帰還
され、所定のサンプリング周期で補償回路２に離散値と
して誤差ＥＲ（ｉ）　　（＝　Ｖ　ｃｍｄ（ｘ）−ｒｓ
Ａ（ｔ）　）が入力される（ステップａ）。上記加算ブ
ロック２１では、それまでの所定期間の蓄積誤差ＥＲ（
ｉ−１）が誤差ＥＲ（ｉ）に加算され（ステップｂ）、
更にその加算結果ＳυＭ（ｉ）が積分ブロック２３で積
分ゲインに１と積算される（ステップＣ）。この積算結
果がブロック２４のクランプ値Ｘ１と比較され、正の場
合にはステップｅへ、負の場合にはステップｆへ進む（
ステップｄ）。

つまり、積分動作が行なわれた結果、積分値に、　＊ｓ
ｕｍ（ｔ）が設定されたクランプ値ｘ１より小さいとき
には、その積分値は比例演算の結果と加算されて、サー
ボモータ３に対するトルク指令Ｔｃｍｄを形成する（ス
テップｅ）。しかし、積分値に１＊Ｓｌ］Ｍ（ｉ）が設
定されたクランプ値Ｘ１より大きいときには、クランプ
値Ｘ１が比例演算の結果と加算され、制限されたトルク
指令が形成される（ステップｆ）。そして、このクラン
プ値Ｘ工を積分ゲインに１で除した数が、次の積分動作
の蓄積誤差ＥＲ（＋−１）　として設定されて（ステッ
プｇ）、次のサンプリング周期で加算ブロック２１での
積分動作のステップｂに戻される。

上記クランプ値ｘ１は、ＮＣやロボットコントローラな
どのディジタルサーボシステムを安定して制御するため
には、ソフト的に可変な構造としておくことが望ましく
、更には、実速度信号ＴＳＡに応じて自動設定すること
も可能である。

このように構成されるサーボモータの速度制御装置にお
いては、速度指令ＶｃｍｄによりＰＩ制御を行なって、
サーボモータ３のトルクコマンドを形成するとき、補償
回路２の積分値出力の大きさを所定のクランプ値で制限
することができるので、制御対象となるｍ械系の特性や
動作速度に合せて剛性を保持しながら、速度偏差がある
程度大きくなったときにも制御系でのオーバシュートな
どをなくし、機械系の動作にうねりを生じないようにで
きる。

以上、この発明をある程度詳細にその最も好ましい実施
態様について説明したが、積分ゲインＫｌやクランプ値
の大きさをどの様に規定するかは、ディジタルサーボシ
ステムの特性に合せて適宜に設計するべき事項であり、
発明の構成の詳細な部分についての変形、特許請求の範
囲に記載された本発明の精神に反しない限りでの種々な
変形、あるいはそれらを組み合わせたものに変更するこ
とができることは明らかである。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明によれば、サーボシステム
のトルク指令を形成する補償手段での積分値を、設定さ
れたクランプ値により制御して通常運転時に過大な積分
動作として作用しないようにしているので、ディジタル
サーボシステムにおいて微速あるいは低速のときに積分
ゲインを最適に設定でき、かつ安定したサーボモータの
運転が可能なサーボモータの速度制御装置を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例を示すブロック図、第２図
は、同実施例の制御アルゴリズムを示すフローチャート
である。 １・・・加算回路、２・・・補償回路、３・・・サーボ
モータ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）離散的な速度指令信号によりサーボモータを速度
   制御するサーボモータの速度制御装置において、前記サ
   ーボモータから帰還される実速度信号と速度指令信号と
   の速度誤差を出力する演算手段と、この演算手段の誤差
   出力に基づいてＰ−Ｉ制御により前記サーボモータへの
   トルク指令を形成する補償手段と、この補償手段でのＩ
   制御の出力に対するクランプ値を設定制御する制御手段
   とをとを具備することを特徴とするサーボモータの速度
   制御装置。
2. （２）前記制御手段でのクランプ値が可変に設定される
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項に記載のサ
   ーボモータの速度制御装置。
3. （３）前記クランプ値を、前記サーボモータの実速度信
   号に対応して変更することを特徴とする特許請求の範囲
   第（２）項に記載のサーボモータの速度制御装置。