JPS63283490A - 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動作を行なうＰ
Ｉ補償回路が必要であり、積分ゲインを大きくすれば、
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、速度偏差が定常誤差の範囲にあるか否か
は、システムの運転速度によって判断されるもので、一
様ではないため、従来では機械系の停止時の寸前に積分
ゲインを大きくするという工夫のみがなされてぃ（発明
が解決しようとする問題点） つまり従来、通常の運転時の積分ゲインはあまり大きく
設定できず、停止時のみ特別の工夫を施していた。しか
し、通常運転時の積分ゲインが小さい場合には、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。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたもので、偏差が定
常誤差範囲内の微小なときのみ積分ゲインを大きく設定
して、サーボシステムの動作中宮にフィードバック系の
安定した動作を確保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
手段の誤差出力の絶対値が定常誤差範囲内にあるとき積
分ゲインを所定ゲインより大きく設定して前記サーボモ
ータへのトルク指令を形成するトルク指令手段とを具備
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、サーボシス
テムの動作中の実速度信号と速度指令信号との誤差出力
が設定された定常誤差範囲にある場合に積分ゲインを大
きく設定して動作時の機械系の剛性を高めるようにでき
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Ｔ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との誤差が演算
されて、それが速度偏差として補償回路２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　＝　Ｋ　ｐ　＋　Ｋ　ｉ　
／　ｓ に設定されている。ここで、Ｋｐは比例ゲイン、Ｋｉは
積分ゲインで、この積分ゲインＫｉが次に説明する定常
誤差範囲内で負の傾きを有する関数により規定される。

第２図は、積分ゲインＫｉの大きさを定常誤差ＲＡＮＧ
Ｅ範囲内で規定する三角波状の関数と、その場合の制御
アルゴリズムを示すフローチャートである。

すなわち、第ン図（ｂ）に示されるようにサーボモータ
３からの実速度信号ＴＳＡ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に常に帰還され、ま
ず誤差ＥＲＲＯＲ（＝　Ｖ　ｃ＋ｎｄ　−ＴＳ＾）が演
算される（ステップａ）。上記定常誤差Ｒ＾ＮＧＥと誤
差ＥＲＲＯＲの絶対値との差をＸｌとするとき（ステッ
プｂ）、このｘｌの正負が判断され（ステップｃ　）　
、正の場合には積分ゲインＫｉを所定ゲインに１にして
（ステップｄ）、積分動作が行なわれる（ステップｅ）
。しかし、ｘｌが負の場合、つまり誤差出力の絶対値が
所定の定常誤差範囲内にあるときには、上記誤差ＥＲＲ
ＯＲの絶対値をｘ２として演算しくステップｆ）、それ
に対応する積分ゲインＫｉをＸ５　＝　Ｋ１＋　Ｘ２　
＊ＧＡＩＮノ式から算出しくステップｇ）、積分ゲイン
Ｋｉを所定ゲインに１より大きく設定してから、ステッ
プｈにおいて積分動作を行なう。

第３図は、第２図（ａ）のように積分ゲインＫｉの大き
さを定常誤差ＲＡＮＧＥ範囲内で三角波状の関数で規定
するのではなく、方形の関数、つまり定常誤差範囲内で
所定ゲインに１より大きい定数値に２で積分ゲインを設
定する例を示しており、この場合の制御アルゴリズムを
示すフローチャートは、上記ステップｆ、　　ｇ、ｈに
代えて、ＫｉｘＫ２というステップを挿入すればよい。

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の積分ゲインＫｉを誤差が定常誤差の範囲にある
ときは大きく設定でき、定常誤差以上の場合には小さく
設定できるので、制御対象となる機械系の特性や動作速
度に拘らず、動作時の剛性を低下させることなく、微小
誤差に対する応答性を改善できる。しかも、単に停止に
際してのみ積分ゲインを大きくするという従来のものに
比べ、通常運転時の積分ゲインも、偏差が大きくなった
ときには積分ゲインを大きくするようにしたから、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が
あっても機械系の動作にうねりを生じない。

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Ｋｉの大きさを定
常誤差ＲＡＮＧＥ範囲内で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
の動作中の実速度信号と速度指令信号との誤差出力が設
定された定常誤差範囲にある場合に積分ゲインを大きく
設定して動作時の機械系の剛性を高めるようにしたので
、サーボシステムの動作中宮にフィードバック系の安定
した動作を確保した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
（ａ）は、同実施例での積分ゲインの設定例を示す説明
図、第２図（ｂ）は、同実施例の制御アルゴリズムを示
すフローチャート、第３図は、他の実施例の動作説明図
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
   出力の絶対値が定常誤差範囲内にあるとき積分ゲインを
   所定ゲインより大きく設定して前記サーボモータへのト
   ルク指令を形成するトルク指令手段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）前記トルク指令手段は、前記定常誤差範囲内で負
   の傾きを有する関数により規定される積分ゲインが設定
   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）前記トルク指令手段は、前記定常誤差範囲内で所
   定ゲインより大きい定数値で積分ゲインが設定されるこ
   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。