JP2000148210A - Gain calculating device - Google Patents

Gain calculating device

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JP2000148210A
JP2000148210A JP10322560A JP32256098A JP2000148210A JP 2000148210 A JP2000148210 A JP 2000148210A JP 10322560 A JP10322560 A JP 10322560A JP 32256098 A JP32256098 A JP 32256098A JP 2000148210 A JP2000148210 A JP 2000148210A
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JP
Japan
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value
gain
operation unit
mechanical
actuator
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Application number
JP10322560A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshiaki Ito
嘉昭 伊藤
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Toyota Central R&D Labs Inc
Original Assignee
Toyota Central R&D Labs Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To actualize technology which can calculate a gain giving excellent response and stability to the motion of an operation part when, for example, an industrial robot has an easy-to-deform member (low-rigidity member) interposed between an actuator and the operation part. SOLUTION: A mechanical-electric system comprises a mechanical system 10 having an arm 14 connected to a motor 11 through a speed reducer 13, an electronic controller 20 which performs feedback control over the mechanical system 10, a gain calculating device 30 which calculates the gain used for the electric controller 20, etc. The gain calculating device 30 has an electric system mathematical expression model 31a mathematically equivalent to the electric controller 20 and a mechanical system mathematical expression model 31b mathematically equivalent to the mechanical system 10, calculates an evaluated value 32a by a calculating circuit 32 according to an operation part motion value 31d obtained from them, and evaluate the evaluated value 32a by a search circuit 33 to calculate a proper gain value. This proper value is transferred to the electronic system controller 20 to control the mechanical system 10.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、産業用ロ
ボット等の機電システムにおいて、その機電システムの
運動を制御する制御装置で用いられるゲインの適値を算
出する技術に関する。この明細書で言う機電システムと
は、機械系と電気系が複合したシステムをいい、例え
ば、アクチュエータによってハンド等の操作部を動かす
ロボット本体(機械系)とそのアクチュエータの運転を
制御する電気式の制御装置(電気系)とが複合して一つ
のシステムを構築しているものを言う。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a technique for calculating an appropriate gain value used in a control device for controlling the movement of an electromechanical system such as an industrial robot. The electromechanical system referred to in this specification refers to a system in which a mechanical system and an electric system are combined. For example, a robot body (mechanical system) that moves an operation unit such as a hand by an actuator and an electric system that controls the operation of the actuator. It refers to a system that is combined with a control device (electrical system) to form one system.

【0002】[0002]

【従来の技術】前記機電システムの電気式制御装置で用
いるゲインの適値を算出する方法が特開平8−1620
5号公報に記載されている。この公報は、モータ等のア
クチュエータの動きを、例えばプリンタのヘッドやロボ
ットのハンド等の操作部に伝える機械系の運動を、電気
式のアクチュエータ制御装置を用いて制御する機電シス
テムの電気式制御装置で用いるゲインの適値を求める技
術を記載している。この公報記載の技術では、電気式制
御装置の入力値と出力値の関係と等価の関係をもたらす
電気系数式モデルと、アクチュエータへ加える動力とア
クチュエータの出力軸に生じる運動の関係と等価の関係
をもたらす機械系数式モデルを用い、電気系数式モデル
中のゲインを変えながらシミュレーションし、アクチュ
エータの出力軸に好適な応答性と安定性をもたらすゲイ
ンの値を探索していく。
2. Description of the Related Art A method of calculating an appropriate value of a gain used in an electric control device of the above-mentioned electromechanical system is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-1620.
No. 5 publication. This publication discloses an electric control device of an electromechanical system that controls the motion of a mechanical system that transmits the motion of an actuator such as a motor to an operation unit such as a printer head or a robot hand using an electric actuator control device. Describes a technique for finding an appropriate value of the gain used in. According to the technology described in this publication, an electrical mathematical model that provides an equivalent relationship to the relationship between the input value and the output value of the electrical control device, and a relationship equivalent to the relationship between the power applied to the actuator and the motion generated on the output shaft of the actuator are described. Using the resulting mechanical mathematical model, simulation is performed while changing the gain in the electrical mathematical model, and a value of the gain that provides a suitable response and stability to the output shaft of the actuator is searched for.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記ゲイン算出技術
は、アクチュエータの出力軸に好適な応答性と安定性を
もたらすゲインの適値を算出するのに極めて有効であ
る。ところが、アクチュエータと操作部の間に剛性の低
い部材が介在されていると、上記技術で最適ゲインを求
めても、操作部において必要とされる応答性と安定性が
得られない。これは、剛性の低い部材で変形が生じるた
めに、アクチュエータの出力軸の運動と操作部の運動が
一致せず、アクチュエータの出力軸には良好な応答性と
安定性が得られていても、操作部では別の運動が生じて
しまうからである。例えば、産業用ロボットの場合、通
常は、アクチュエータ(モータ等)の出力軸に動力伝達
部材(ギア列やベルト等)を介してロボットアーム(以
下アームという)が取付けられている。この場合、動力
伝達部材は変形し易く、変形した分だけ、アクチュエー
タの出力軸の回転角とアームの回転角の間にズレが生
じ、アクチュエータの回転角については良好な応答性と
安定性が実現されていても、アーム先端の操作部(ハン
ド)の運動はアクチュエータの運動と対応せず、操作部
に生じる応答性や安定性が不十分となることがある。こ
のような現象は、ロボット等の制御においては大変深刻
な問題である。本発明が解決しようとする課題は、上記
の課題であり、アクチュエータと操作部の間に変形しや
すい部材(低剛性部材)が介在されている場合に、操作
部の運動に良好な応答性と安定性をもたらすゲインが算
出できる技術を実現するものである。
The above-described gain calculation technique is extremely effective in calculating an appropriate value of a gain that provides a suitable response and stability to an output shaft of an actuator. However, if a member having low rigidity is interposed between the actuator and the operation unit, the response and stability required in the operation unit cannot be obtained even if the optimum gain is obtained by the above technique. This is because the deformation of the low rigidity member causes the movement of the output shaft of the actuator and the movement of the operation unit not to match, and even if the output shaft of the actuator has good responsiveness and stability, This is because another movement occurs in the operation unit. For example, in the case of an industrial robot, usually, a robot arm (hereinafter, referred to as an arm) is attached to an output shaft of an actuator (a motor or the like) via a power transmission member (a gear train or a belt). In this case, the power transmission member is easily deformed, and a deviation occurs between the rotation angle of the output shaft of the actuator and the rotation angle of the arm by the amount of the deformation, realizing good responsiveness and stability of the rotation angle of the actuator. However, the movement of the operation unit (hand) at the tip of the arm does not correspond to the movement of the actuator, and the response and stability generated in the operation unit may be insufficient. Such a phenomenon is a very serious problem in controlling a robot or the like. The problem to be solved by the present invention is the above-mentioned problem. When an easily deformable member (a low-rigidity member) is interposed between the actuator and the operation unit, good responsiveness to the movement of the operation unit is obtained. It is to realize a technique capable of calculating a gain that brings about stability.

【0004】低剛性部材が介在している機械系の操作部
を良好に制御するには2つの方法が考えられよう。第1
の方法は、アクチュエータの回転角や回転速度等の現在
値を検出してフィードバック制御するのに代えて、操作
部の位置や速度等の現在値を検出してフィードバック制
御する方式であり(これは制御したい対象物、この場合
操作部の現在値を検出してフィードバック制御する方式
であり、クローズドループ式フィードバック制御という
ことができる)、クローズドループ式フィードバック制
御方式に代えた上で前記の特開平8−16205号公報
に記載されている技術を用いれば、必要とされる応答性
と安定性を操作部にもたらすゲインの値が算出されよ
う。しかしながら、このためには、操作部に位置や速度
を検出するセンサ類をセットしなければならない。通常
のアクチュエータにはエンコーダ等のセンサが内在され
ていることが多く、アクチュエータの現在値は検出しや
すいのに対し、操作部の現在値を検出しようとすると、
新たにセンサ類をセットしなければならないといった問
題が生じる。さらに、アクチュエータの現在値の検出セ
ンサは元々配線されているのに対し、操作部に現在値セ
ンサを取り付けると、そのための配線を新たに設ける必
要が生じ、これがしばしば煩わしいという問題も生じ
る。
[0004] Two methods can be considered to control the operation section of the mechanical system in which the low rigidity member is interposed. First
Is a method of performing feedback control by detecting the current value such as the position or speed of the operation unit instead of detecting the current value such as the rotation angle or rotation speed of the actuator and performing feedback control (this is This is a method of detecting the object to be controlled, in this case, the current value of the operation unit, and performing feedback control, which can be referred to as closed-loop feedback control). If the technique described in JP-A-16205 is used, a gain value that provides the required responsiveness and stability to the operation unit will be calculated. However, for this purpose, it is necessary to set sensors for detecting the position and speed on the operation unit. Normal actuators often include a sensor such as an encoder, and the current value of the actuator is easy to detect, but when trying to detect the current value of the operation unit,
There is a problem that new sensors need to be set. Further, the sensor for detecting the current value of the actuator is originally wired, but if the current value sensor is attached to the operation unit, it is necessary to newly provide a wiring for the current value sensor, which is often troublesome.

【0005】第2の方法は、低剛性部材の変形にも拘わ
らず、アクチュエータの現在値を検出してフィードバッ
ク制御する方式(これは低剛性部材の変形量を検出して
これをフィードバック制御に反映しないことから、フィ
ードバック制御ループは閉じてはいないが、低剛性部材
の変形量は小さく、アクチュエータの現在値と操作部の
現在値はさほどかけ離れることがないと考えれば、ほぼ
閉じたフィードバック制御、すなわちセミクローズドル
ープ式フィードバック制御ということができる)を維持
しながら、操作部の応答性と安定性等を確保する技術で
あり、これが実現できれば、操作部にセンサを付ける必
要がなく配線の面倒も要らない。
The second method is a method of detecting the current value of the actuator and performing feedback control regardless of the deformation of the low-rigidity member (this method detects the amount of deformation of the low-rigidity member and reflects this in the feedback control). Therefore, the feedback control loop is not closed, but the amount of deformation of the low-rigidity member is small, and the current value of the actuator and the current value of the operation unit do not differ so much. In other words, it is a technology that secures the responsiveness and stability of the operation unit while maintaining the semi-closed loop feedback control. If this can be realized, it is not necessary to attach a sensor to the operation unit, and the wiring will be troublesome. I do not need it.

【0006】この発明は、セミクローズドループ式フィ
ードバック制御方式を維持しながら操作部の運動を的確
に制御できる実行可能な技術を開発しようとするもので
ある。
An object of the present invention is to develop a feasible technique capable of accurately controlling the movement of an operation unit while maintaining a semi-closed loop feedback control system.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、アクチュエータと操作部の間に低剛性部材が介在し
ている機械系と、前記アクチュエータの現在値と目標値
との偏差にゲインを乗じた値に基づいて前記アクチュエ
ータの現在値が前記目標値となるように制御する電気式
のアクチュエータ制御装置を備えた機電システムにおけ
る前記ゲインの適値を算出する装置に関する。このゲイ
ン算出装置は、アクチュエータに加える動力と操作部に
生じる運動との間に成立する関係と数学的に等価の関係
を実現する機械系数式モデルと、機械系数式モデルから
得られる操作部に生じる運動を評価する評価値を算出す
る回路と、算出回路で算出される評価値の変化から前記
ゲインの適値を探索する回路とを有する。請求項1に記
載のゲイン算出装置を用いれば、セミクローズドループ
式のフィードバック制御でありながら、低剛性部材に生
じる変形を補償し、結果として操作部に生じる運動が高
く評価できるものとすることができる。即ち、操作部に
生じる運動が所望の応答性及び安定性を満足するのに適
当なゲインが算出される。このようにして算出されたゲ
インを用いてアクチュエータをフィードバック制御する
と、低剛性部材に生じる変形量を検出しないセミクロー
ズドループ式のフィードバック制御でありながら、アク
チュエータに与える目標値を計算するに当たって低剛性
部材に生じる変形量を考慮する必要がなく、変形がない
ものとして計算した目標値を使うだけで、結果として
は、変形の影響の受ける操作部の運動を高く評価できる
ものに制御できることになる。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a mechanical system in which a low-rigidity member is interposed between an actuator and an operation unit, and a deviation between a current value and a target value of the actuator. The present invention relates to a device for calculating an appropriate value of the gain in an electromechanical system including an electric actuator control device for controlling a current value of the actuator to be the target value based on a value obtained by multiplying the multiplied value by the multiplied value. This gain calculation device is generated in a mechanical mathematical model that realizes a mathematically equivalent relationship to the relationship established between the power applied to the actuator and the motion generated in the operating unit, and in the operating unit obtained from the mechanical mathematical model. A circuit for calculating an evaluation value for evaluating the exercise; and a circuit for searching for an appropriate value of the gain from a change in the evaluation value calculated by the calculation circuit. By using the gain calculating device according to the first aspect, it is possible to compensate for the deformation generated in the low-rigidity member and to highly evaluate the motion generated in the operation unit as a result, while performing the feedback control of the semi-closed loop type. it can. That is, an appropriate gain is calculated so that the motion generated in the operation unit satisfies the desired responsiveness and stability. When the actuator is feedback-controlled using the gain calculated in this way, the semi-closed loop feedback control that does not detect the amount of deformation occurring in the low-rigidity member, but the low-rigidity member is used in calculating the target value given to the actuator. It is not necessary to consider the amount of deformation that occurs, and only by using the target value calculated on the assumption that there is no deformation, as a result, it is possible to control the motion of the operation unit affected by the deformation to a value that can be highly evaluated.

【0008】機械系数式モデルに入力するアクチュエー
タに加える動力に相当する値は、計算によって求めるこ
ともでき、計算によらないで実際に得ることもできる。
請求項2の発明は前者の方式を採るものであり、電気式
制御装置に入力されるアクチュエータの現在値と目標値
(この2つが少なくとも入力値である)と出力値との間
に成立する関係と数学的に等価の関係を実現する電気系
数式モデルをさらに有し、前記電気系数式モデルの出力
値を前記機械系数式モデルに入力し、前記機械系数式モ
デルの出力値を前記算出回路に入力する。この方式によ
ると、電気式のアクチュエータ制御装置を実際に製造す
るに先立って、ゲインを適値に調整することによって、
操作部に生じる運動を高い評価が得られるものに制御可
能か否かが検証可能となり、これで不合格ということが
わかれば、そのまま製造しても満足な物が得られないこ
とが事前にわかるようにできる。この場合、例えば、低
剛性部材の部品を代えて剛性を高めたり、制御装置で予
定している制御処理内容を変えるといった対策が早期に
可能となる。
The value corresponding to the power to be applied to the actuator input to the mechanical mathematical model can be obtained by calculation, or can be actually obtained without calculation.
The invention according to claim 2 adopts the former method, wherein a relationship established between a current value and a target value (the two of which are at least input values) and an output value of the actuator input to the electric control device. Further comprising an electrical mathematical formula model that realizes a mathematically equivalent relationship, inputting the output value of the electrical mathematical formula model to the mechanical mathematical formula model, and outputting the output value of the mechanical mathematical formula model to the calculation circuit. input. According to this method, the gain is adjusted to an appropriate value before the electric actuator control device is actually manufactured.
It is possible to verify whether or not the motion generated in the operation unit can be controlled so as to obtain a high evaluation, and if it turns out that it is rejected, it can be known in advance that a satisfactory product cannot be obtained even if it is manufactured as it is I can do it. In this case, for example, measures such as increasing rigidity by replacing parts of low-rigidity members or changing control processing contents scheduled by the control device can be performed at an early stage.

【0009】また、請求項3に記載の発明は、機械系数
式モデルに入力するアクチュエータに加える動力に相当
する値を計算によらないで実際に得る方式に対応してお
り、実際に用いる電気式のアクチュエータ制御装置の出
力値を前記機械系数式モデルに入力し、前記機械系数式
モデルの出力値を前記算出回路に入力する。この方式に
よると、電気式の制御装置の入力値と出力値の間に成立
する関係が非常に複雑で容易に数式モデルが得られない
場合にも、ゲインの適値を容易に算出することが可能に
なる。
Further, the invention according to claim 3 corresponds to a method of actually obtaining a value corresponding to the power to be applied to the actuator, which is input to the mechanical mathematical model, without using a calculation. The output value of the actuator control device is input to the mechanical mathematical model, and the output value of the mechanical mathematical model is input to the calculation circuit. According to this method, it is possible to easily calculate an appropriate value of the gain even when the relationship between the input value and the output value of the electric control device is very complicated and a mathematical model cannot be easily obtained. Will be possible.

【0010】操作部の運動特性は使用環境によって重視
される要素が変わる。請求項4の発明は、使用環境に応
じて正しく評価できるようにするものであり、算出回路
は複数の評価要素値にそれぞれの重みを乗じた値を加算
して評価値を算出するものであり、各重みの増減が可能
であることを特徴とする。この発明によると、例えば応
答性が重視される場合には応答性を示す指標に大きな重
みを与え、位置決め精度が重視される場合には位置決め
精度を示す指標に大きな重みを与えた評価が可能とな
る。
[0010] The important factors of the movement characteristics of the operation unit depend on the use environment. According to a fourth aspect of the present invention, an evaluation can be correctly performed in accordance with a use environment, and a calculation circuit calculates an evaluation value by adding a value obtained by multiplying a plurality of evaluation element values by respective weights. , Each weight can be increased or decreased. According to the present invention, for example, when responsiveness is emphasized, a large weight is given to the index indicating the responsiveness, and when positioning accuracy is emphasized, evaluation with a large weight given to the index indicating the positioning accuracy can be performed. Become.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。図1はこの実施形態の模式的概念
図を示している。また、図2および図3は、図1に示す
概念図のうち部分的な概念図を示している。この実施形
態は、アクチュエータ122の運動を低剛性部材124
を介して操作部126に伝達する機械系120を良好に
制御するものである。低剛性部材124とはギヤ列やプ
ーリとベルト等の変形し易い部材をいい、低剛性部材1
24の変形によって、アクチュエータ122と操作部1
26の動きにズレが生じる。このアクチュエータ122
の制御のために、電気式制御装置116が用意されてお
り、この電気式制御装置116は、アクチュエータ12
2の現在値(アクチュエータ122が回転式のものであ
れば現在の回転角度や回転速度等になり、直線運動する
ものであれば進退量やその速度になる)と目標値114
の偏差にゲインを乗じた値に基づいてアクチュエータ1
22に加える動力118を増減調整し、アクチュエータ
122の現在値128を目標値114に一致させるよう
に制御する。アクチュエータ122から見ると、電気式
制御装置116によってクローズドループ式フィードバ
ック制御装置が構成されている。但し操作部126は低
剛性部材124の変形によってアクチュエータ122と
相対的に異なる運動をするために、操作部126から見
るとほぼ閉じたフィードバック制御系が構成されている
と言うことができる。これをセミクローズドループ式フ
ィードバック制御と言う。周知のように、フィードバッ
ク式の電気式制御装置116では、現在値128と目標
値114の偏差にゲインを乗じた値に基づいてアクチュ
エータ122に加える電力等の動力を調整する。このと
き用いるゲインの値を適値に決める必要があり、不適当
なゲインを用いると、機械系120の応答がひどく遅く
なったり、あるいは動作が不安定となる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic conceptual diagram of this embodiment. FIGS. 2 and 3 show partial conceptual diagrams of the conceptual diagram shown in FIG. This embodiment allows movement of the actuator 122 to be controlled by the low rigidity member 124.
The mechanical system 120 transmitted to the operation unit 126 through the control unit satisfactorily is controlled. The low rigidity member 124 refers to a member that is easily deformed, such as a gear train, a pulley, and a belt.
24, the actuator 122 and the operation unit 1
The movement of 26 is shifted. This actuator 122
An electric control device 116 is provided for controlling the actuator 12.
2 and the target value 114 (the current rotation angle and rotation speed if the actuator 122 is of a rotary type, and the advance / retreat amount and speed if the actuator 122 is linear).
Actuator 1 based on the value obtained by multiplying the deviation of
The power 118 applied to the motor 22 is increased / decreased and adjusted so that the current value 128 of the actuator 122 matches the target value 114. As viewed from the actuator 122, the electric control device 116 constitutes a closed loop feedback control device. However, since the operation unit 126 moves relatively differently from the actuator 122 due to the deformation of the low-rigidity member 124, it can be said that a substantially closed feedback control system is configured when viewed from the operation unit 126. This is called semi-closed loop feedback control. As is well known, the feedback-type electric controller 116 adjusts power such as electric power to be applied to the actuator 122 based on a value obtained by multiplying a gain by a difference between the current value 128 and the target value 114. At this time, it is necessary to determine an appropriate gain value. If an improper gain is used, the response of the mechanical system 120 becomes extremely slow or the operation becomes unstable.

【0012】適当なゲインの値を算出するために、この
技術では、機械系数式モデル106を用いる。ここで特
徴的なのは、機械系数式モデル106に、低剛性部材1
24が変形するという要素を入れていることであり、ア
クチュエータ122に加えられる動力118とその結果
生じる操作部126の運動値(例えば位置ないし速度等
の値)の間に成立する関係と、機械系数式モデル106
に入力される動力相当値108と機械系数式モデル10
6で計算される操作部運動値110との間に成立する関
係が、数学的に等しい。図1中の2重線矢印112は数
学的に等価なことを示している。機械系数式モデル10
6で計算される操作部運動値110は、算出回路104
に入力されて、評価する値に変換される。算出回路10
4で算出された評価値は探索回路102に送られ、探索
回路102は、良好な評価値をもたらすゲインの値を探
索する。このようにして算出されたゲインが、電気式制
御装置116で用いられる。このゲインを用いてアクチ
ュエータ122をフィードバック制御すると、操作部1
26の運動が良好に制御されることになる。
In order to calculate an appropriate gain value, this technique uses a mechanical mathematical model 106. What is characteristic here is that the mechanical rigidity model 1
24 includes an element that is deformed, and the relationship established between the power 118 applied to the actuator 122 and the resulting motion value (for example, a value of a position or a speed) of the operation unit 126 and the mechanical system. Formula model 106
Equivalent value 108 input to the machine and the mechanical system mathematical model 10
The relation established with the operation unit motion value 110 calculated in 6 is mathematically equal. Double arrows 112 in FIG. 1 indicate that they are mathematically equivalent. Mechanical formula model 10
The operation unit movement value 110 calculated in step 6 is calculated by the calculation circuit 104.
Is converted to a value to be evaluated. Calculation circuit 10
The evaluation value calculated in 4 is sent to the search circuit 102, and the search circuit 102 searches for a gain value that provides a good evaluation value. The gain calculated in this manner is used by the electric control device 116. When the actuator 122 is feedback-controlled using this gain, the operation unit 1
26 will be well controlled.

【0013】図2に示すように、機械系数式モデル10
6に加える動力相当値108は、電気式制御装置116
と等価な電気系数式モデル132で得られるものを入力
しても良い。図2中の2重線矢印134は数学的に等価
なことを示している。この場合、電気式制御装置116
に入力される入力値(現在値128と目標値114)と
出力値(動力相当値108)の間に成立する関係と、電
気系数式モデル132での入力値と出力値の関係が、数
学的に等しくされている。あるいは、電気式制御装置1
16の出力値をそのまま機械系数式モデル106に加え
ることもできる。
As shown in FIG. 2, a mechanical mathematical model 10
The power equivalent value 108 to be added to the electric control device
Alternatively, a value obtained by an electric mathematical expression model 132 equivalent to the above may be input. The double arrow 134 in FIG. 2 indicates that they are mathematically equivalent. In this case, the electric control device 116
The relationship established between the input value (current value 128 and target value 114) input to and the output value (power equivalent value 108) and the relationship between the input value and the output value in the electrical mathematical model 132 are mathematically described. Has been equal to. Alternatively, the electric control device 1
The 16 output values can be directly added to the mechanical mathematical model 106.

【0014】図3に示すように、算出回路104は、機
械系数式モデル106で計算される操作部運動値110
に基づいて、複数種類の評価要素値146,148,1
50を求め、それぞれの要素に重み140,142,1
44を乗じ、得られた結果を加算して一つの評価値を
得、これを探索回路102に送る。探索回路102は、
例えば滑降シンプレックス法等の適値探索手法を用いて
良好な評価値をもたらすゲインを探索する。
As shown in FIG. 3, the calculation circuit 104 includes an operation unit motion value 110 calculated by a mechanical mathematical model 106.
, 146, 148, 1
50 and weight 140, 142, 1 for each element.
The result is multiplied by 44 and the obtained result is added to obtain one evaluation value, which is sent to the search circuit 102. The search circuit 102
For example, a suitable value search technique such as a downhill simplex method is used to search for a gain that provides a good evaluation value.

【0015】次に、本発明の第1実施形態について図4
および図5にしたがって説明する。なお、図4は第1実
施形態の構成例を示す図であり、図5は図4に示す形態
のうち機械系の構成を示す図である。図4に示すよう
に、第1実施形態の機電システムは、1軸旋回の機械系
(ロボット)10、機械系10を制御する電気式制御装
置20、電気式制御装置20で用いられるゲインを算出
するゲイン算出装置30等により構成されている。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
A description will be given with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a configuration example of the first embodiment, and FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a mechanical system in the embodiment shown in FIG. As shown in FIG. 4, the electromechanical system according to the first embodiment calculates a mechanical system (robot) 10 that rotates one axis, an electric control device 20 that controls the mechanical system 10, and a gain used in the electric control device 20. And the like.

【0016】機械系10の構成について、図5により説
明する。図5に示すように、この実施形態で制御する機
械系10は1軸旋回のロボットであり、モータ(回転式
アクチュエータ)11、ロータリーエンコーダ12、ギ
ア列等を有する減速器13、アーム14を備えている。
モータ11は減速器13を介してアーム14と連結され
ており、加えられた電流値に比例するトルクが得られる
モータが使用されている。ロータリーエンコーダ12
は、モータ11の回転軸に結合されており、モータ11
の回転に応じてパルス信号を発生する。また、このパル
ス信号は、後述の電気式制御装置20に供給される。減
速器13は力を伝達する際に若干変形する剛性の低い低
剛性部材である。この剛性の低さを現すために、減速器
13にばね13aが図示されているが、実際にばね13
aが介在しているわけではない。アーム14の先端がこ
の機械系の操作部14aであり、この操作部14aによ
って機械系10は必要な仕事をする。操作部14aの位
置はアーム14の旋回中心14bに座標原点を有する直
交座標系[x,y]で記述でき、例えば座標位置[Hand
_x,Hand_y]として表現することができる。操作部1
4aの速度はアーム14の回転角速度の関数として記述
できる。また、操作部14aの位置は、アーム14の回
転角の関数として記述することもできる。
The structure of the mechanical system 10 will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, a mechanical system 10 controlled in this embodiment is a single-axis turning robot, and includes a motor (rotary actuator) 11, a rotary encoder 12, a speed reducer 13 having a gear train, and an arm 14. ing.
The motor 11 is connected to the arm 14 via the speed reducer 13, and a motor that can obtain a torque proportional to the applied current value is used. Rotary encoder 12
Is connected to the rotating shaft of the motor 11,
Generates a pulse signal in accordance with the rotation of. The pulse signal is supplied to an electric control device 20 described later. The speed reducer 13 is a low-rigidity member having a low rigidity that is slightly deformed when transmitting a force. To show this low rigidity, a spring 13a is shown in the speed reducer 13, but actually the spring 13a
a is not necessarily interposed. The distal end of the arm 14 is an operation unit 14a of the mechanical system, and the mechanical system 10 performs necessary work by the operation unit 14a. The position of the operation unit 14a can be described in a rectangular coordinate system [x, y] having a coordinate origin at the turning center 14b of the arm 14. For example, the coordinate position [Hand
_x, Hand_y]. Operation unit 1
The speed of 4a can be described as a function of the rotational angular speed of the arm 14. Further, the position of the operation unit 14a can be described as a function of the rotation angle of the arm 14.

【0017】電気式制御装置20の構成について、図4
により説明する。図4に示されるように、機械系10は
電気式制御装置20によりフィードバック制御される。
図4はモータ11の回転角度θMを示す信号20bを現
在値としてフィードバック制御するときの電気式制御装
置20の信号処理方式を示しており、電気式制御装置2
0は入力値としてモータ11の回転角度の目標値θref
を示す信号20aと、モータ11の回転角度の現在値θ
Mを入力し、これらの入力値からモータ11に加える電
流IMを出力し、モータ11を制御する。電気式制御装
置20は、図4に示されているように、良く知られてい
るフィードバック制御にフィードフォワード制御を加え
たデジタル式の制御装置であり、位置比例ゲインKp、
速度比例ゲインKvp、速度積分時定数Ti、フィードフ
ォワードのゲインF1、F2の5種類のゲインを用いて制
御する。速度積分時定数Tiの逆数をゲインと考えるこ
ともでき、すると、3種類のゲイン(位置比例ゲインK
p、速度比例ゲインKvp、速度積分時定数Tiの逆数)
を、モータ11の回転角度の目標値θrefと現在値θM
偏差に関する値に乗じることにより電流IMの制御量が
求められる。フィードフォワード制御のゲインF1、F2
はモータ11の回転角度の目標値θrefに関する値に乗
じられてフィードフォワード制御の要素が加味される。
この電気式制御装置20は数学的に下記の式(1)で記
述できる。
FIG. 4 shows the configuration of the electric control device 20.
This will be described below. As shown in FIG. 4, the mechanical system 10 is feedback-controlled by the electric control device 20.
Figure 4 shows a signal processing method of the electric control device 20 when the feedback control of the signal 20b indicating the rotation angle theta M of the motor 11 as the current value, electric control means 2
0 is a target value θ ref of the rotation angle of the motor 11 as an input value.
20a indicating the rotation angle of the motor 11 and the current value θ of the rotation angle of the motor 11
M is input, and a current I M to be applied to the motor 11 is output from these input values to control the motor 11. As shown in FIG. 4, the electric control device 20 is a digital control device in which feedforward control is added to well-known feedback control, and has a position proportional gain Kp,
The control is performed using five kinds of gains: a speed proportional gain Kvp, a speed integration time constant Ti, and feedforward gains F 1 and F 2 . The reciprocal of the speed integration time constant Ti can be considered as a gain. Then, three types of gains (position proportional gain K
p, speed proportional gain Kvp, reciprocal of speed integration time constant Ti)
Is multiplied by a value relating to the deviation between the target value θ ref of the rotation angle of the motor 11 and the current value θ M to obtain the control amount of the current I M. Gains F 1 and F 2 for feedforward control
Is multiplied by a value related to the target value θ ref of the rotation angle of the motor 11 and an element of feedforward control is added.
The electric control device 20 can be mathematically described by the following equation (1).

【0018】[0018]

【数1】 (Equation 1)

【0019】ここで、式(1)中のz-1 は遅延演算
子、kはサンプル回数、stはサンプルタイム、θ
ref(k)はモータ11のkサンプル時の回転角度の目標
値、θM(k)はモータ11のkサンプル時の回転角度、
M(k)はモータ11に与えるkサンプル時の電流値を
示している。従って、下記の式(2)によって電気式制
御装置20と数学的に等価な電気系数式モデル31aを
実現することができる。
Here, in the equation (1), z -1 is a delay operator, k is the number of samples, st is a sample time, θ
ref (k) is the target value of the rotation angle of the motor 11 at the time of k samples, θ M (k) is the rotation angle of the motor 11 at the time of k samples,
I M (k) indicates a current value applied to the motor 11 at the time of k samples. Accordingly, an electric mathematical expression model 31a mathematically equivalent to the electric control device 20 can be realized by the following expression (2).

【0020】[0020]

【数2】 (Equation 2)

【0021】ここで、θM(k)、IM(k)の符号「 ' 」
は、機械系数式モデルにより求めたモータ11のkサン
プル時の回転角度、モータ11のkサンプル時の電流値
であることを示す。式(1)と式(2)からわかるよう
に、明らかに電気式制御装置20と、式(2)で構成さ
れる電気系数式モデル31aは数学的に等価である。
Here, the signs “′” of θ M (k) and I M (k)
Indicates the rotation angle of the motor 11 at the time of k samples and the current value of the motor 11 at the time of k samples obtained by the mechanical mathematical model. As can be seen from Expressions (1) and (2), the electric control device 20 and the electric mathematical expression model 31a constituted by Expression (2) are mathematically equivalent.

【0022】一方、機械系10である1軸旋回のロボッ
トの運動方程式は下記の式(3)、式(4)、式(5)
で記述される。なお、機械系10と数学的に等価な機械
系数式モデル31bにおいて、モータ11の角度以外に
アーム14の手先の位置、すなわち操作部14aの座標
位置[Hand_x’,Hand_y’]を出力する場合には、式
(5)も用いられる。
On the other hand, the equations of motion of the robot that rotates one axis, which is the mechanical system 10, are expressed by the following equations (3), (4), and (5).
Is described. In the mechanical mathematical model 31b that is mathematically equivalent to the mechanical system 10, when the position of the tip of the arm 14 other than the angle of the motor 11, that is, the coordinate position [Hand_x ', Hand_y'] of the operation unit 14a is output. Is also used in equation (5).

【0023】[0023]

【数3】 (Equation 3)

【0024】ここで、式(3)〜(5)中のωM’はモ
ータ11の角速度、θA’はアーム14の角度、ωA’は
アーム14の角速度を示している。また、KTはモータ
11のトルク定数、JMはモータ11のロータイナーシ
ャ、DMはモータ11の粘性係数、KSは減速器13のば
ね定数、JAはアーム14のイナーシャ、DAはアーム1
4の粘性係数、Lはアーム14の長さ、τMはモータ1
1のクーロン摩擦をあらわしている。式(3)からわか
るように、剛性の低い減速器13の剛性がばね定数KS
で記述されており、この式(3)によって、低剛性部材
を含む機械系の運動方程式が記述されている。式(3)
中の各種係数は、機械系10の挙動を測定することで計
測可能である。式(3)、(4)を離散化し伝達関数表
現に変換することでパルス伝達関数(式(6)に示す)
が求められる。一方、機械系10のシステム同定により
式(6)と同一次数(4次)のパルス伝達関数(式
(7)に示す)が求められる。そこで、システム同定か
ら得られた式(7)中の係数([ni0,ni1,ni2,ni3,
ni4,di1,di2,di3,di4])の値から、式(6)中の
係数([nm0,nm1,nm2,nm3,nm4,dm1,dm2,dm3,dm
4])がわかり、さらには式(3)における各係数が決
定される。なお、式(6)、(7)のパルス伝達関数
は、入力がモータ11に与えられる電流値であり、出力
がモータ11の回転角度である。従って、上記の式
(3)〜(5)によって、機械系数式モデル31bを実
現することができる。
In the equations (3) to (5), ω M ′ represents the angular velocity of the motor 11, θ A ′ represents the angle of the arm 14, and ω A ′ represents the angular velocity of the arm 14. K T is the torque constant of the motor 11, J M is the rotor inertia of the motor 11, D M is the viscosity coefficient of the motor 11, K S is the spring constant of the speed reducer 13, J A is the inertia of the arm 14, and D A is Arm 1
4, L is the length of the arm 14, τ M is the motor 1
It represents 1 Coulomb friction. As can be seen from equation (3), the rigidity of the low-rigidity reducer 13 is equal to the spring constant K S
Equation (3) describes the equation of motion of a mechanical system including a low-rigidity member. Equation (3)
The various coefficients therein can be measured by measuring the behavior of the mechanical system 10. The pulse transfer function (shown in equation (6)) is obtained by discretizing equations (3) and (4) and converting them into transfer function expressions.
Is required. On the other hand, a pulse transfer function (shown in equation (7)) of the same order (fourth order) as equation (6) is obtained by system identification of the mechanical system 10. Therefore, the coefficients ([ni0, ni1, ni2, ni3, ni3,
ni4, di1, di2, di3, di4]), the coefficients ([nm0, nm1, nm2, nm3, nm4, dm1, dm2, dm3, dm) in equation (6)
4]), and further, each coefficient in equation (3) is determined. The input of the pulse transfer functions in Equations (6) and (7) is the current value given to the motor 11, and the output is the rotation angle of the motor 11. Therefore, the mechanical mathematical model 31b can be realized by the above equations (3) to (5).

【0025】ここで、モータ11の角度θM、モータ1
1の角速度ωM、アーム14の角度θ A、アーム14の角
速度θAの符号「 ' 」は、機械系数式モデル31bで用
いられる値であることを示している。
Here, the angle θ of the motor 11M, Motor 1
1 angular velocity ωM, The angle θ of the arm 14 A, Arm 14 corner
Speed θAIs used in the mechanical mathematical model 31b.
Indicates that the value is acceptable.

【0026】ゲイン算出装置30の構成について、図4
により説明する。図4に示すように、ゲイン算出装置3
0は、応答推定器31と、算出回路32と、探索回路3
3を備えている。応答推定器31は、電気式制御装置2
0と数学的に等価な電気系数式モデル31aと、機械系
数式モデル31bを組み合わせた形態である。さらに、
電気式制御装置20には出力の時間遅れがあるため、こ
の時間遅れを考慮する必要がある。ここでは、出力の時
間遅れをモデル化するために電気系数式モデル31aと
機械系数式モデル31bの間に遅延演算子31cとして
-1 を加えている。機械系数式モデル31bにより算
出された操作部14aの操作部運動値31dは、算出回
路32に送られる。
FIG. 4 shows the configuration of the gain calculating device 30.
This will be described below. As shown in FIG.
0 is a response estimator 31, a calculation circuit 32, and a search circuit 3
3 is provided. The response estimator 31 is an electric control device 2
This is a form in which an electrical mathematical model 31a mathematically equivalent to 0 and a mechanical mathematical model 31b are combined. further,
Since the electric control device 20 has a time delay of output, it is necessary to consider this time delay. Here, z -1 is added as a delay operator 31c between the electrical mathematical model 31a and the mechanical mathematical model 31b in order to model the output time delay. The operation unit motion value 31d of the operation unit 14a calculated by the mechanical mathematical model 31b is sent to the calculation circuit 32.

【0027】算出回路32は、この操作部運動値31d
に基づいて評価値32aを算出可能に構成されている。
評価値32aは下記の式(8)で記述できる。
The calculation circuit 32 calculates the operation section motion value 31d.
The evaluation value 32a can be calculated based on
The evaluation value 32a can be described by the following equation (8).

【0028】[0028]

【数4】 (Equation 4)

【0029】式(8)に示すように、評価値32a
(J)は、操作部運動値31dより求められた4種類の
評価要素値に、それぞれ重みα1、α2、α3、α4を
乗じ、得られた4項を加算した値である。式(8)で
は、第1の評価要素値32bは操作部14aのオーバー
シュート量に、第2の評価要素値32cは操作部14a
の整定時間に、第3の評価要素値32dは過渡時におけ
る操作部14aの誤差2乗面積に、第4の評価要素値3
2eは定常時における操作部14aの誤差2乗面積にそ
れぞれ対応している。経過時間tに対する操作部14a
の目標位置15(yre f)と応答位置16(Hand_y)の
関係は図6のように示すことができる。操作部14a
は、目標位置(カーブ15)に対して遅れて動き始め、
定常状態に達した目標位置に対して振動しながら収束す
る。なお、図6において目標位置15が定常状態になっ
てから操作部14aが所定の位置に収束するまでの時間
を整定時間32cとする。目標位置15が定常状態に達
したあとの応答位置のオーバーシュート量を32bとす
る。過渡時における誤差面積は32fに示す領域の面積
をいい、定常時の誤差面積は32gの領域の面積をい
う。評価要素値32d、32eは、それぞれ32f、3
2gを2乗した値である。式(11)の中の重みα1〜
α4を種々変更することにより、4項それぞれの重み付
けを変更することができる。例えば、定常時の操作部1
4aの位置ずれを抑えることを目的とする場合には、α
1=α2=α3=0、α4=1とする。この場合第4の
評価要素値32eが重視された評価値32aが算出され
る。また、操作部14aのオーバーシュート量と整定時
間を抑えることを目的とする場合には、α1=α2=
1、α3=α4=0とする。
As shown in the equation (8), the evaluation value 32a
(J) is a value obtained by multiplying the four types of evaluation element values obtained from the operation section motion value 31d by weights α1, α2, α3, and α4, respectively, and adding the obtained four terms. In the equation (8), the first evaluation element value 32b is the overshoot amount of the operation unit 14a, and the second evaluation element value 32c is the operation unit 14a.
At the settling time, the third evaluation element value 32d is added to the squared error area of the operation unit 14a during the transition, and the fourth evaluation element value
2e corresponds to an error square area of the operation unit 14a in a steady state. Operation unit 14a for elapsed time t
Relationship of the target position 15 (y re f) and the response position 16 (Hand_y) can be shown as in FIG. Operation unit 14a
Starts to move with respect to the target position (curve 15),
It converges while oscillating with respect to the target position that has reached the steady state. In FIG. 6, the time from when the target position 15 reaches the steady state until the operation unit 14a converges to the predetermined position is referred to as a settling time 32c. The overshoot amount of the response position after the target position 15 has reached the steady state is 32b. The error area during transition refers to the area of the region indicated by 32f, and the error area during steady state refers to the area of the region of 32g. The evaluation element values 32d, 32e are 32f, 3
This is a value obtained by squaring 2 g. Weights α1 to α1 in equation (11)
By variously changing α4, the weighting of each of the four terms can be changed. For example, the operating unit 1 in a steady state
When the purpose is to suppress the displacement of 4a, α
It is assumed that 1 = α2 = α3 = 0 and α4 = 1. In this case, the evaluation value 32a in which the fourth evaluation element value 32e is emphasized is calculated. When the purpose is to suppress the overshoot amount and settling time of the operation unit 14a, α1 = α2 =
1, α3 = α4 = 0.

【0030】探索回路33は、算出回路32で算出され
た評価値32aに基づいてゲインの適値を探索する。す
なわち、評価値32aを最小とする、5種類のゲインK
p、Kvp、Ti、F1、F2を、例えば滑降シンプレックス
法等の適値探索手法を用いて探索する。このようにして
探索されたゲインをゲイン候補とする。そして、ゲイン
候補が収束条件を満たしている場合は、ゲインの調整は
終了し、その時のゲインを電気式制御装置20に転送し
て機械系10の制御を行う。なお、調整を完了したゲイ
ンを電気式制御装置20に転送した後に、図4に示すス
イッチ41をA接点からB接点に切り換える。ゲイン候
補が目標とする収束条件を満たしていない場合は、応答
推定器31のゲインの値を新たなゲイン候補に変更し、
再度算出回路32、探索回路33により評価値32aを
算出して評価する。収束条件を満たさない場合には、こ
の操作を繰り返す。
The search circuit 33 searches for an appropriate gain based on the evaluation value 32a calculated by the calculation circuit 32. That is, five types of gains K that minimize the evaluation value 32a
Search for p, Kvp, Ti, F 1 , and F 2 using an appropriate value search technique such as the downhill simplex method. The gain searched in this manner is set as a gain candidate. When the gain candidate satisfies the convergence condition, the adjustment of the gain is completed, and the gain at that time is transferred to the electric control device 20 to control the mechanical system 10. After the adjusted gain is transferred to the electric control device 20, the switch 41 shown in FIG. 4 is switched from the A contact to the B contact. When the gain candidate does not satisfy the target convergence condition, the gain value of the response estimator 31 is changed to a new gain candidate,
The evaluation value 32a is calculated and evaluated again by the calculation circuit 32 and the search circuit 33. If the convergence condition is not satisfied, this operation is repeated.

【0031】なお、モータ11等により、本発明のアク
チュエータが構成されている。また、減速器13は本発
明の低剛性部材に対応している。
The actuator of the present invention is constituted by the motor 11 and the like. Further, the speed reducer 13 corresponds to the low rigidity member of the present invention.

【0032】次に、本発明の第1実施形態のゲインの算
出方法について図7を用いて説明する。なお、図7は第
1の実施の形態の動作フローチャートを示す図である。
図4に示すように、まずスイッチ41をA側に接続し、
制御ゲインKp、Kvp、Ti、F1、F2の初期値を応答推
定器31に入力する(ステップS1−1)。
Next, a method of calculating a gain according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a diagram showing an operation flowchart of the first embodiment.
As shown in FIG. 4, first, the switch 41 is connected to the A side,
Control gains Kp, Kvp, Ti, F 1 , and inputs to the estimator 31 the initial value of F 2 (step S1-1).

【0033】次に、モータ11の目標角度θrefを入力
し、式(2)、(3)、(4)、(5)を用いて、この
ときのアーム14の操作部14aの座標位置[Hand_
x’,Hand_y’]を求める(ステップS1−2)。
Next, the target angle θ ref of the motor 11 is inputted, and the coordinate position of the operating portion 14a of the arm 14 at this time is calculated by using equations (2), (3), (4) and (5). Hand_
x ′, Hand_y ′] is obtained (step S1-2).

【0034】次に、算出回路32により、式(8)で示
される評価関数から評価値32aを求める(ステップS
1−3)。
Next, an evaluation value 32a is obtained by the calculation circuit 32 from the evaluation function represented by the equation (8) (step S8).
1-3).

【0035】収束条件は、評価値32aの値が最小とな
るゲインの候補が、例えば連続して10回同値の場合と
し、収束判定を行う(ステップS1−4)。
As the convergence condition, the convergence determination is performed by assuming that the gain candidate that minimizes the value of the evaluation value 32a has the same value, for example, ten times in succession (step S1-4).

【0036】上記収束条件を満たしていない場合、探索
回路33により、評価値32aの値をより小さくするよ
うなゲインの候補値を、例えば最適化手法の1種である
滑降シンプレックス法を用いて求める(ステップS1−
5)。その後、応答推定器31のゲインの値を新たな候
補値に変更し、ステップS1−2に戻り、アーム14の
操作部14aの位置の応答を求め、算出回路32で評価
値32aの値を求め、収束したか否かを判別する。
When the above convergence condition is not satisfied, the search circuit 33 obtains a candidate value of the gain for making the value of the evaluation value 32a smaller, for example, by using a downhill simplex method which is a kind of optimization method. (Step S1-
5). Thereafter, the value of the gain of the response estimator 31 is changed to a new candidate value, the process returns to step S1-2, the response of the position of the operation unit 14a of the arm 14 is obtained, and the value of the evaluation value 32a is obtained by the calculation circuit 32. It is determined whether or not convergence has occurred.

【0037】上記収束条件を満たした場合、ゲインの調
整を終了し、評価値32aの値が最小値となったゲイン
の値をゲインの適値として電気式制御装置20へ転送す
るとともに、スイッチ41をA側からB側へ切り換え、
機械系10を動作可能状態にする(ステップS1−
6)。
When the convergence condition is satisfied, the adjustment of the gain is terminated, and the value of the gain at which the value of the evaluation value 32a becomes the minimum value is transferred to the electric control device 20 as an appropriate value of the gain. Switch from A side to B side,
Put the mechanical system 10 in an operable state (step S1-
6).

【0038】式(8)の評価関数における重みをα1=
α2=α3=0、α4=1とし、定常時の操作部14a
の位置ずれを抑えることを目的とした調整をした場合の
一例を図10に示す。図10は、上段に経過時間に対す
るモータ11の目標値θrefと現在値θMの変化を示し、
下段には経過時間に対する操作部14aの目標値yr ef
と現在値Hand_yの変化を示している。上段、下段と
も、ゲイン算出装置30で調整したゲインにより実対象
を動作したときの結果である。この時、図10において
右下がりハッチに示した領域の面積の2乗値を最も小さ
くするゲインが得られ、そのゲインによると、定常時
(目標値が定常である時をいう)の操作部14aの位置
ずれを抑えることになる。また、式(11)の評価関数
における重みをα1=α2=1、α3=α4=0とし
て、操作部14aのオーバーシュート量と整定時間を抑
えることを重視した調整をした場合の一例を図11に示
す。図11も図10と同様に、上段に経過時間に対する
モータ11の目標値θrefと現在値θMの変化、下段に経
過時間に対する操作部14aの目標値yrefと現在値Han
d_yの変化を示している。この時の評価値32aは、操
作部14aのオーバーシュート量32bと操作部14a
の整定時間32cの和に等しくなる。このようにして求
められるゲインを用いると、操作部14aのオーバーシ
ュート量と整定時間を抑えることになる。図10、11
において整定時間32cは、例えば目標位置が定常状態
になってから目標位置に対する操作部14aの位置が±
0.1mmに収束するまでの時間とすることができる。
The weight in the evaluation function of equation (8) is α1 =
α2 = α3 = 0, α4 = 1, and the operation unit 14a in a normal state
FIG. 10 shows an example of the case where the adjustment is performed for the purpose of suppressing the positional deviation. FIG. 10 shows changes in the target value θ ref and the current value θ M of the motor 11 with respect to the elapsed time in the upper part,
Target value y r ef of the operation unit 14a with respect to the elapsed time in the lower part
And the change of the current value Hand_y. Both the upper and lower rows are the results when the real target is operated with the gain adjusted by the gain calculator 30. At this time, a gain is obtained that minimizes the square value of the area of the area indicated by the hatching in FIG. 10, and according to the gain, the operating unit 14a in a steady state (when the target value is steady) is obtained. Will be suppressed. FIG. 11 shows an example in which weights in the evaluation function of Expression (11) are set to α1 = α2 = 1 and α3 = α4 = 0, and adjustment is performed with emphasis on suppressing the overshoot amount and settling time of the operation unit 14a. Shown in In FIG. 11, similarly to FIG. 10, a change in the target value θ ref and the current value θ M of the motor 11 with respect to the elapsed time is shown in the upper part, and a target value y ref and the current value Han of the operation unit 14 a with respect to the elapsed time are shown in the lower part.
This shows a change in d_y. The evaluation value 32a at this time is based on the overshoot amount 32b of the operation unit 14a and the operation unit 14a.
Of the settling time 32c. By using the gain thus obtained, the overshoot amount and the settling time of the operation unit 14a are suppressed. 10 and 11
In the settling time 32c, the position of the operation unit 14a with respect to the target position is ±
It can be the time required to converge to 0.1 mm.

【0039】以上のように、本発明の第1実施形態のゲ
インの算出方法によれば、アーム14の操作部14aに
生じる運動が所望の応答を満足するのに適当なゲインを
算出することができる。また、電気式制御装置20を実
際に製造するに先立って、ゲインを適値に調整すること
で、操作部14aに生じる運動を高い評価が得られるも
のに制御可能か否かを検証することができる。また、操
作部14aが目標する制御に対する応答性や位置決め精
度等を考慮して評価値32aを算出することができる。
As described above, according to the gain calculation method of the first embodiment of the present invention, it is possible to calculate an appropriate gain so that the motion generated in the operation section 14a of the arm 14 satisfies a desired response. it can. In addition, prior to actually manufacturing the electric control device 20, by adjusting the gain to an appropriate value, it is possible to verify whether or not the motion generated in the operation unit 14a can be controlled to one that can obtain a high evaluation. it can. Further, the evaluation value 32a can be calculated in consideration of the response to the control targeted by the operation unit 14a, the positioning accuracy, and the like.

【0040】本発明の第1実施の形態では、電気式制御
装置20はフィードバック制御にフィードフォワードを
加えた制御装置としたが、フィードバック制御のみを備
えた制御装置でもよい。また、機械系10を1軸旋回の
ロボットとしたが、機械系の構成は種々変更可能であ
る。もちろん複数軸旋回のロボットにも適用することも
できる。また、モータ11の動力を電力としたが、モー
タ11の動力は種々変更可能であり、例えば動力として
高圧空気を用いることもできる。上記のシステムは、外
乱に強いゲインの適値を得るのにも有効であり、この場
合は、図4に示すように、機械系数式モデルに外乱を入
力して、そのときに生じる操作部の運動を評価して、外
乱の影響を受けにくいゲインを得たうえで制御システム
を構築できる。あるいは、操作部に加わる負荷の大きさ
が式(3)の機械系数式モデルのアームイナーシャJA
の大きさに影響を与えるために、この値を変えたときの
挙動を計算することで、操作部にかかる負荷の変動に良
好に対応するゲインの適値を選ぶことができる。又、多
軸の機械系の場合、先端側のアクチュエータによる反力
が根本側のアクチュエータに加わることから、この要素
を加味しながら数式モデルを修正することができ、修正
することで、多軸機械系の各軸のゲイン適値を算出する
ことができる。
In the first embodiment of the present invention, the electric control device 20 is a control device in which feedforward is added to feedback control, but may be a control device having only feedback control. Further, the mechanical system 10 is a single-axis turning robot, but the configuration of the mechanical system can be variously changed. Of course, the present invention can also be applied to a robot that rotates multiple axes. Although the power of the motor 11 is electric power, the power of the motor 11 can be variously changed. For example, high-pressure air can be used as the power. The above-described system is also effective for obtaining an appropriate value of a gain that is strong against disturbance. In this case, as shown in FIG. 4, a disturbance is input to a mechanical mathematical model, and an operating unit generated at that time is input. A control system can be constructed after evaluating the motion and obtaining a gain that is hardly affected by disturbance. Alternatively, the magnitude of the load applied to the operation unit is the arm inertia J A of the mechanical system mathematical model of Expression (3).
By calculating the behavior when this value is changed in order to influence the magnitude of the gain, it is possible to select an appropriate value of the gain that can satisfactorily cope with a change in the load applied to the operation unit. Further, in the case of a multi-axis mechanical system, since the reaction force of the actuator on the tip side is applied to the actuator on the root side, the mathematical model can be modified while taking this element into consideration. An appropriate gain value for each axis of the system can be calculated.

【0041】次に、本発明の第2実施の形態について図
8にしたがって説明する。なお、図8は第2実施形態の
構成例を示す図である。図8に示すように、第2実施形
態は第1実施形態の応用例であり、第1実施形態とほぼ
同様の構成である。すなわち、第2実施形態の機電シス
テムは、図5に示すような1軸旋回の機械系10、ゲイ
ン算出装置70等により構成され、ゲイン算出装置70
は、応答推定器71と、算出回路72と、探索回路73
を備えている。応答推定器71は、第1実施形態の電気
式制御装置20と同様な電気式制御装置60から出力さ
れる電流IMと、機械系10と数学的に等価な機械系数
式モデル71bを組み合わせた形態である。電気式制御
装置60は、図4に示されているように、良く知られて
いるフィードバック制御にフィードフォワードを加えた
デジタル式の制御装置であり、位置比例ゲインKp、速
度比例ゲインKvp、速度積分時定数Ti、フィードフォ
ワードのゲインF1、F2の5種類のゲインを用いて制御
されている。機械系数式モデル71bは、第1実施形態
の機械系数式モデル31bと同様であり、式(3)〜
(5)によって記述することができる。算出回路72お
よび探索回路73は、第1実施形態の算出回路32およ
び探索回路33と同様の構成である。したがって、算出
回路72の評価値72aは、式(8)で記述でき、操作
部運動値71dより求められた4種類の評価要素値72
b、72c、72d、72eに、それぞれ重みα1、α
2、α3、α4を乗じ、得られた4項を加算した値で示
される。探索回路73は、算出回路72により算出した
評価値72aが最小となる場合の、5種類のゲインK
p、Kvp、Ti、F1、F2を、例えば滑降シンプレックス
法等の適値探索手法を用いて探索し、この探索されたゲ
インをゲイン候補とする。そして、ゲイン候補が目標と
する収束条件を満たしている場合は、ゲインの調整は終
了し、その時のゲインにより機械系10の制御を行う。
なお、実際に機械系10の制御を行う場合は、図8に示
すスイッチ42、43の切り換えを行えばよい。ゲイン
候補が目標とする収束条件を満たしていない場合は、応
答推定器71のゲインの値をあらたなゲイン候補に変更
し、再度算出回路72、探索回路73により評価値72
aを算出して評価する。収束条件を満たさない場合に
は、この操作を繰り返す。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of the second embodiment. As shown in FIG. 8, the second embodiment is an application of the first embodiment, and has substantially the same configuration as the first embodiment. That is, the electromechanical system according to the second embodiment includes the mechanical system 10 for one-axis turning as shown in FIG.
Is a response estimator 71, a calculation circuit 72, and a search circuit 73
It has. The response estimator 71 combines a current I M output from an electric control device 60 similar to the electric control device 20 of the first embodiment with a mechanical system mathematical model 71b that is mathematically equivalent to the mechanical system 10. It is a form. As shown in FIG. 4, the electric control device 60 is a digital control device in which feedforward is added to well-known feedback control, and includes a position proportional gain Kp, a speed proportional gain Kvp, and a speed integral. Control is performed using five types of gains, a time constant Ti and feedforward gains F 1 and F 2 . The mechanical mathematical model 71b is the same as the mechanical mathematical model 31b of the first embodiment,
It can be described by (5). The calculation circuit 72 and the search circuit 73 have the same configuration as the calculation circuit 32 and the search circuit 33 of the first embodiment. Therefore, the evaluation value 72a of the calculation circuit 72 can be described by Expression (8), and the four types of evaluation element values 72 obtained from the operation section motion value 71d are obtained.
b, 72c, 72d, and 72e respectively have weights α1 and α
It is indicated by a value obtained by multiplying 2, α3, and α4 and adding the obtained four terms. The search circuit 73 calculates five types of gains K when the evaluation value 72a calculated by the calculation circuit 72 is minimized.
For example, p, Kvp, Ti, F 1 , and F 2 are searched using a suitable value search technique such as a downhill simplex method, and the searched gain is set as a gain candidate. If the gain candidate satisfies the target convergence condition, the adjustment of the gain ends, and the mechanical system 10 is controlled by the gain at that time.
When the control of the mechanical system 10 is actually performed, the switches 42 and 43 shown in FIG. 8 may be switched. If the gain candidate does not satisfy the target convergence condition, the gain value of the response estimator 71 is changed to a new gain candidate, and the evaluation value 72 is again calculated by the calculation circuit 72 and the search circuit 73.
a is calculated and evaluated. If the convergence condition is not satisfied, this operation is repeated.

【0042】上記のように、第2実施形態が第1実施形
態と相違する点は、第2実施形態では、応答推定器71
において操作部14aの応答を推定するうえで、電気式
制御装置と等価な電気系数式モデルではなく電気式制御
装置60そのものの出力を機械系数式モデル71bに入
力して使用するという構成にある。したがって、第2実
施形態は、電気式制御装置60と等価な電気系数式モデ
ルが簡単に導出できない場合等に有効である。
As described above, the second embodiment differs from the first embodiment in that the second embodiment differs from the response estimator 71 in the first embodiment.
In estimating the response of the operation unit 14a, the output of the electric control device 60 itself is input to the mechanical formula model 71b and used instead of the electric mathematical model equivalent to the electric control device. Therefore, the second embodiment is effective when an electric mathematical model equivalent to the electric control device 60 cannot be easily derived.

【0043】次に、本発明の第2実施形態のゲインの算
出方法について図9を用いて説明する。なお、図9は第
2実施形態の動作フローチャートを示す図である。図9
に示すように、まずスイッチ42、43をA側に接続
し、ゲインKp、Kvp、Ti、F1、F2の初期値を応答推
定器71の電気式制御装置60に入力する(ステップS
2−1)。
Next, a method of calculating a gain according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a diagram showing an operation flowchart of the second embodiment. FIG.
As shown in (1), first, the switches 42 and 43 are connected to the A side, and the initial values of the gains Kp, Kvp, Ti, F 1 and F 2 are input to the electric control device 60 of the response estimator 71 (step S).
2-1).

【0044】次に、モータ11の目標角度θrefを入力
し、電気式制御装置60から出力される電流IMを検出
し、この検出値と、式(1)、(3)、(4)、(5)
とを用いて、アーム14の操作部14aの座標位置[Ha
nd_x’,Hand_y’]を求める(ステップS2−2)。
なお、電気式制御装置60から出力される電流IMは、
式(3)中のIM’に対応するものとする。
Next, the target angle θ ref of the motor 11 is input, the current I M output from the electric control device 60 is detected, and the detected value is used as the equation (1), (3), (4). , (5)
, The coordinate position of the operation unit 14 a of the arm 14 [Ha
nd_x ′, Hand_y ′] (step S2-2).
The current I M output from the electric control device 60 is
Let it correspond to I M ′ in equation (3).

【0045】次に、算出回路72により、式(8)で示
される評価関数から評価値72aの値を求める(ステッ
プS2−3)。なお、第1実施形態と同様に、評価関数
72aの重みα1〜α4を制御目的により適宜変更する
ことにより、図10および図11に示すように、アーム
14の操作部14aの位置が所望する応答となるような
ゲインの調整が可能となる。
Next, the value of the evaluation value 72a is obtained by the calculation circuit 72 from the evaluation function represented by the equation (8) (step S2-3). As in the first embodiment, by appropriately changing the weights α1 to α4 of the evaluation function 72a for control purposes, as shown in FIG. 10 and FIG. It is possible to adjust the gain such that

【0046】収束条件は、評価値72aの値が最小とな
るゲインの候補が、例えば連続して10回同値の場合と
し、収束判定を行う(ステップS2−4)。
The convergence condition is such that the candidate for the gain with the minimum value of the evaluation value 72a has the same value, for example, ten times in succession, and the convergence is determined (step S2-4).

【0047】上記収束条件を満たしていない場合、探索
回路73により、評価値72aの値をより小さくするよ
うなゲインの候補値を、例えば最適化手法の1種である
滑降シンプレックス法を用いて求める(ステップS2−
5)。その後、応答推定器71のゲインの値をあらたな
候補値に変更しステップS2−2に戻り、アーム14の
操作部14aの位置の応答を求め、算出回路72で評価
値72aの値を求め、収束するまでこれを繰り返す。
When the above convergence condition is not satisfied, the search circuit 73 obtains a candidate value of the gain which makes the value of the evaluation value 72a smaller, for example, by using a downhill simplex method which is a kind of optimization method. (Step S2-
5). Then, the value of the gain of the response estimator 71 is changed to a new candidate value, the process returns to step S2-2, the response of the position of the operation unit 14a of the arm 14 is obtained, and the value of the evaluation value 72a is obtained by the calculation circuit 72. Repeat until convergence.

【0048】上記収束条件を満たした場合、ゲインの調
整を終了し評価値72aの値が最小値となったゲインの
値を機械系10の制御に使用する。スイッチ42、43
の両方をA側からB側へ切り換え、機械系10を動作可
能状態とする(ステップS2−6)。
When the convergence condition is satisfied, the adjustment of the gain is terminated, and the value of the gain at which the value of the evaluation value 72a becomes the minimum value is used for controlling the mechanical system 10. Switches 42, 43
Are switched from the A side to the B side, and the mechanical system 10 is made operable (step S2-6).

【0049】以上のように、本発明の第2実施形態のゲ
インの算出方法によれば、アーム14の操作部14aに
生じる運動が所望の応答性ないし安定性を満足するのに
適当なゲインを算出することができる。また、電気式制
御装置60の入力値と出力値の間に成立する関係が非常
に複雑で容易に電気系数式モデルが得られない場合に
も、ゲインの適値を容易に算出することができる。ま
た、操作部14aが目標する制御に対する応答性や位置
決め精度等を考慮して評価値72aを算出することがで
きる。
As described above, according to the gain calculating method of the second embodiment of the present invention, the motion generated in the operation section 14a of the arm 14 is set to an appropriate gain so as to satisfy the desired response or stability. Can be calculated. Further, even when the relationship between the input value and the output value of the electric control device 60 is extremely complicated and an electric mathematical model cannot be easily obtained, an appropriate value of the gain can be easily calculated. . Further, the evaluation value 72a can be calculated in consideration of responsiveness to the control targeted by the operation unit 14a, positioning accuracy, and the like.

【0050】本発明の第2実施の形態では、電気式制御
装置60はフィードバック制御にフィードフォワードを
加えた制御装置としたが、フィードバック制御のみを備
えた制御装置でもよい。また、機械系10を1軸旋回の
ロボットとしたが、機械系の構成は種々変更可能であ
る。もちろん多−軸旋回のロボットにも適用することも
できる。また、モータ11の動力を電力としたが、モー
タ11の動力は種々変更可能であり、例えば動力として
高圧空気を用いることもできる。上記のシステムは、外
乱に強いゲインの適値を得るのにも有効であり、この場
合は、図4に示すように、機械系数式モデルに外乱を入
力して、そのときに生じる操作部の運動を評価して、外
乱の影響を受けにくいゲインを得たうえで制御システム
を構築できる。あるいは、操作部に加わる負荷の大きさ
が式(3)の機械系数式モデルのアームイナーシャJA
の大きさに影響を与えるために、この値を変えたときの
挙動を計算することで、操作部にかかる負荷の変動に良
好に対応するゲインの適値を選ぶことができる。又、多
軸の機械系の場合、先端側のアクチュエータによる反力
が根本側のアクチュエータに加わることから、この要素
を加味しながら数式モデルを修正することができ、修正
することで、多軸機械系の各軸のゲイン適値を算出する
ことができる。
In the second embodiment of the present invention, the electric control device 60 is a control device in which feedforward is added to feedback control, but may be a control device having only feedback control. Further, the mechanical system 10 is a single-axis turning robot, but the configuration of the mechanical system can be variously changed. Of course, the present invention can also be applied to a multi-axis turning robot. Although the power of the motor 11 is electric power, the power of the motor 11 can be variously changed. For example, high-pressure air can be used as the power. The above-described system is also effective for obtaining an appropriate value of a gain that is strong against disturbance. In this case, as shown in FIG. 4, a disturbance is input to a mechanical mathematical model, and an operating unit generated at that time is input. A control system can be constructed after evaluating the motion and obtaining a gain that is hardly affected by disturbance. Alternatively, the magnitude of the load applied to the operation unit is the arm inertia J A of the mechanical system mathematical model of Expression (3).
By calculating the behavior when this value is changed in order to influence the magnitude of the gain, it is possible to select an appropriate value of the gain that can satisfactorily cope with a change in the load applied to the operation unit. Further, in the case of a multi-axis mechanical system, since the reaction force of the actuator on the tip side is applied to the actuator on the root side, the mathematical model can be modified while taking this element into consideration. An appropriate gain value for each axis of the system can be calculated.

【0051】[0051]

【発明の効果】以上説明したように、請求項1に記載の
ゲイン算出装置を用いれば、セミクローズドループ式の
フィードバック制御でありながら、低剛性部材に生じる
変形を補償し、結果として操作部に生じる運動を所望の
応答性ないし安定性を満足するようなゲインの適値を算
出することができる。また、請求項2に記載のゲイン算
出装置を用いれば、ゲインを適値に調整することで、操
作部に生じる運動を高い評価が得られるものに制御可能
か否かを事前に検証することができる。また、請求項3
に記載のゲイン算出装置を用いれば、電気式の制御装置
の入力値と出力値の間に成立する関係が非常に複雑で容
易に数式モデルが得られない場合にも、ゲインの適値を
容易に算出することができる。また、請求項4に記載の
ゲイン算出装置を用いれば、操作部の応答性や位置決め
精度等の必要性に応じたチューニングが可能となる。
As described above, by using the gain calculating device according to the first aspect, the deformation that occurs in the low-rigidity member is compensated for while the semi-closed loop feedback control is performed, and as a result, the operation unit is provided. It is possible to calculate an appropriate value of the gain that satisfies the desired response or stability of the generated motion. In addition, by using the gain calculating device according to claim 2, by adjusting the gain to an appropriate value, it is possible to verify in advance whether or not the motion generated in the operation unit can be controlled to one that can obtain a high evaluation. it can. Claim 3
In the case of using the gain calculation device described in (1), even when the relationship between the input value and the output value of the electric control device is very complicated and a mathematical model cannot be easily obtained, it is possible to easily set an appropriate gain value. Can be calculated. In addition, the use of the gain calculating device according to claim 4 enables tuning according to the necessity of the response and positioning accuracy of the operation unit.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の模式的概念を示す図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic concept of an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態の模式的概念を示す図であ
る。
FIG. 2 is a diagram showing a schematic concept of an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の実施の形態の模式的概念を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic concept of an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施形態の構成例を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of a first embodiment of the present invention.

【図5】機械系の構成例を示す図である。FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of a mechanical system.

【図6】アームの時間応答の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of a time response of an arm.

【図7】本発明の第1実施形態の動作フローチャートで
ある。
FIG. 7 is an operation flowchart of the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2実施形態の構成例を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施形態の動作フローチャートで
ある。
FIG. 9 is an operation flowchart of the second embodiment of the present invention.

【図10】機械系の時間応答例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a time response of a mechanical system.

【図11】機械系の時間応答例を示す図である。FIG. 11 is a diagram showing an example of a time response of a mechanical system.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10、120…機械系 14a、126…操作部 20、60、116…電気式制御装置 30、70…ゲイン算出装置 31、71…応答推定器 31a、132…電気系数式モデル 31b、71b、106…機械系数式モデル 32、72、104…算出回路 32a、72a…評価値 33、73、102…探索回路 10, 120 ... mechanical system 14a, 126 ... operating unit 20, 60, 116 ... electric control device 30, 70 ... gain calculation device 31, 71 ... response estimator 31a, 132 ... electric system mathematical model 31b, 71b, 106 ... Mechanical system mathematical model 32, 72, 104 ... calculation circuit 32a, 72a ... evaluation value 33, 73, 102 ... search circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3F059 DD01 FB30 FC11 5H004 GB16 HA07 HB07 HB08 JB03 KB02 KB03 KB04 KB13 KB32 KB39 KC05 KC12 KC27 KC42 KC49 KC50 LA06 LA12 LA20 5H269 AB33 BB03 BB11 GG02 GG06 JJ02 NN16  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F-term (reference)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アクチュエータと操作部の間に低剛性部
材が介在している機械系と、前記アクチュエータの現在
値と目標値との偏差にゲインを乗じた値に基づいて前記
アクチュエータの現在値が前記目標値となるように制御
する電気式のアクチュエータ制御装置を備えた機電シス
テムにおける前記ゲインの適値を算出する装置であっ
て、 前記アクチュエータに加える動力と前記操作部に生じる
運動との間に成立する関係と数学的に等価の関係を実現
する機械系数式モデルと、 前記機械系数式モデルから得られる前記操作部に生じる
運動を評価する評価値を算出する算出回路と、 前記算出回路で算出される評価値の変化から、前記ゲイ
ンの適値を探索する探索回路と、 を有するゲイン算出装置。
1. A mechanical system in which a low-rigidity member is interposed between an actuator and an operation unit, and a current value of the actuator is set based on a value obtained by multiplying a deviation between a current value and a target value of the actuator by a gain. A device for calculating an appropriate value of the gain in an electromechanical system including an electric actuator control device for controlling to be the target value, wherein between a power applied to the actuator and a motion generated in the operation unit. A mechanical mathematical model that realizes a mathematically equivalent relationship to the relationship that holds, a calculating circuit that calculates an evaluation value that evaluates a motion generated in the operation unit obtained from the mechanical mathematical model, and a calculation circuit that calculates the evaluation value. A search circuit for searching for an appropriate value of the gain from a change in the evaluation value to be obtained.
【請求項2】 請求項1に記載のゲイン算出装置であっ
て、前記電気式のアクチュエータ制御装置に入力される
現在値と目標値に対する出力値の関係と数学的に等価の
関係を実現する電気系数式モデルをさらに有し、前記電
気系数式モデルの出力値を前記機械系数式モデルに入力
し、前記機械系数式モデルの出力値を前記算出回路に入
力することを特徴とするゲイン算出装置。
2. The gain calculation device according to claim 1, wherein the relationship between a current value input to the electric actuator control device and an output value with respect to a target value is mathematically equivalent. A gain calculating apparatus further comprising a system formula model, wherein an output value of the electrical system formula model is input to the mechanical system model, and an output value of the mechanical system model is input to the calculation circuit.
【請求項3】 請求項1に記載のゲイン算出装置であっ
て、前記電気式のアクチュエータ制御装置の出力値を前
記機械系数式モデルに入力し、前記機械系数式モデルの
出力値を前記算出回路に入力することを特徴とするゲイ
ン算出装置。
3. The gain calculating device according to claim 1, wherein an output value of the electric actuator control device is input to the mechanical mathematical model, and an output value of the mechanical mathematical model is calculated by the calculating circuit. A gain calculating device for inputting the data to a device.
【請求項4】 請求項1又は2又は3に記載のゲイン算
出装置であって、前記算出回路は前記機械系数式モデル
の出力値に基づいて複数の評価要素値を算出し、さらに
その複数の評価要素値にそれぞれの重みを乗じた値を加
算して評価値を算出するものであり、各重みの増減が可
能であることを特徴とするゲイン算出装置。
4. The gain calculation device according to claim 1, wherein the calculation circuit calculates a plurality of evaluation element values based on output values of the mechanical mathematical model, and further calculates the plurality of evaluation element values. A gain calculating apparatus for calculating an evaluation value by adding a value obtained by multiplying an evaluation element value by each weight, and capable of increasing or decreasing each weight.
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