JP2001157948A - 位置制御装置 - Google Patents
位置制御装置Info
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Abstract
より制御する位置制御装置において、可動テーブル停止
時の振動の発生を抑える。 【解決手段】 可動テーブル8は、フィードバック制御
にてモータ5により駆動される。停止判定部20が、可
動テーブル8が停止していることを判定すると、切換器
21は、モータのトルク指令値S7がアンプ4に直接供
給されるように回路を形成する。一方、可動テーブル8
が移動中であることが判定されると、切換器21は、ト
ルク指令S7をローパスフィルタ3を介してアンプ4に
供給するよう回路を形成する。可動テーブル8が停止し
ているとき、ローパスフィルタ通過に伴う位相遅れの影
響を受けず、振動発生が抑えられる。移動時において
は、ローパスフィルタにより、高周波成分を排除し、機
械系の共振を防止する。
Description
ック制御ループを有する位置制御装置に関し、特にその
振動抑制に関する。
成を示すブロック図である。この位置制御装置の構成
は、工作機械の可動テーブル8およびボールねじ7とこ
れを駆動するモータ5と、モータ5の位置を検出し位置
検出値S2を出力する位置検出器6と、前記位置検出値
S2を差分演算により速度S3を算出する速度算出部9
と、前記位置検出値S2と図示しない上位コントローラ
の出力する位置指令S1とから位置誤差S4を算出する
減算器10と、前記位置誤差S4に位置ループゲインを
乗じて速度指令S5を算出する位置制御器1と、前記速
度指令S5と前記速度S3とから速度誤差S6を算出す
る減算器11と、前記速度誤差S6に比例積分演算をお
こないトルク指令S7を算出する速度制御器2と、前記
トルク指令の高周波成分をカットするローパスフィルタ
LPF3と、ローパスフィルタ処理後のトルク指令に応
じて電流を出力しモータ5を駆動するアンプ4とからな
る。
場合、モータがボールねじを介して可動テーブルを駆動
しようとすると、その反作用としてモータは反力を受け
る。この際、可動テーブルが動かないと、摩擦などによ
る減衰が生じないため、モータは駆動力と同じ反力を受
ける。可動テーブルが動けば、各部の摩擦により反作用
は減少する。すなわち、モータが受ける反力は、可動テ
ーブルが停止している場合が最も大きくなる。すなわ
ち、フィードバック系のゲインが高くなる。
剛体ではないため、反力にはモータ出力トルクに対して
位相遅れが発生する。このように可動テーブルが停止中
は、移動中よりもフィードバックのゲインが高くなり、
位相が遅れる。すなわち、位相余有、ゲイン余有が共に
小さくなる。
指令に含まれる検出リップルなどのの高周波成分を除去
する。これによって、高周波成分による機械系の共振を
除去することができる。しかし、ローパスフィルタは通
過する信号、すなわちトルク指令に位相遅れを生じさせ
る。前述のように可動テーブルが停止しているときは位
相余有、ゲイン余有が小さくなり、これにローパスフィ
ルタにより生じる位相遅れが加わると、系の安定性を失
う、すなわち自励振動が発生する場合がある。フィード
バック系の不安定性により、可動テーブル8が振動し、
騒音の発生、駆動系、伝達系の破損などが発生するとい
う問題があった。
されたものであり、制御対象が静止した場合において、
振動発生を抑制することができる位置制御装置を提供す
ることを目的とする。
めに、本発明にかかる位置制御装置は、制御対象をモー
タにより駆動し、位置の制御を行う位置制御装置であっ
て、制御対象の制御目標速度である速度指令と、フィー
ドバックされた制御対象の実際の速度に基づき前記モー
タの制御目標トルクであるトルク指令を算出する手段
と、制御対象が停止中か否かを判定する停止判定手段
と、停止中であると判定された場合、前記トルク指令
を、モータを駆動するモータ駆動回路に出力し、停止中
でないと判定された場合、前記トルク指令を、ローパス
フィルタを介して前記モータ駆動回路に出力する、トル
ク指令処理手段と、を有している。
目標位置である位置指令に基づき算出されるものであ
り、前記停止判定手段は位置指令の変化がないときに停
止中を判定するものとすることができる。
実施形態と記す)を図面に従って説明する。図1は本実
施形態の位置制御装置を含む可動テーブル駆動機構の構
成を示す図である。可動テーブル8は、ボールねじ7を
介してモータ5に駆動される。モータ5の制御は、次の
ように行われる。制御対象である可動テーブル8の制御
目標位置が位置指令S1として入力されると、実際の可
動テーブル8の位置をフィードバックして、減算器10
で減算し、位置誤差信号S4を算出する。実際の可動テ
ーブル8の位置は、本実施形態の場合、位置検出器6に
より検出されたモータ5の回転位置を示す信号S2に基
づき算出している。位置誤差信号S4に基づき、位置制
御器1で、制御目標速度である速度指令S5を算出す
る。この速度指令S5と、前記位置検出値S2に基づき
速度算出部9で算出された速度信号S3とから、減算器
11は速度誤差信号S6を算出する。速度制御器2は、
この速度誤差信号S6に基づきトルク指令S7を出力す
る。
を通過し、モータ駆動回路であるアンプ4に送られる。
トルク指令処理部12については、その詳細を後述す
る。アンプ4では、トルク指令S7が増幅され、モータ
5に駆動電力が供給される。
タ3と、切換器21を含む。切換器21は、トルク指令
S7を、ローパスフィルタ3を通過させるか否かを切り
換える機能を果たす。この切り換え動作は、停止判定部
20の出力する切換指令S20に基づき制御される。停
止判定部20は、位置指令を入力とし位置指令の変化を
計算し、これが実質的に0であれば、切換器21に対
し、トルク指令S7がローパスフィルタ3を通過しない
回路を形成する指令を出力する。一方、位置指令の変化
が実質的に0でなければ、切換器21に対し、トルク指
令S7がローパスフィルタ3を通過するような回路を形
成する指令を出力する。切換器21は、前記の切換指令
S20に応じて、トルク指令またはローパスフィルタ処
理後のトルク指令を選択的にモータ駆動回路に出力す
る。
化しないので、停止判定部20がこれを検知して、ロー
パスフィルタ処理をしないよう指令する。これによって
トルク指令S7が直接アンプ4に送られる。ローパスフ
ィルタを通過しないので、これによるトルク指令の位相
遅れが小さくなる。このため、位相余有が小さくなって
いても、系を安定に維持することができる。
指令の変化を停止判定部20が検知して、トルク指令S
7に対しローパスフィルタ処理がなされるように、切換
器21に指令する。ローパスフィルタ処理を行うことに
より機械系振動や検出リップルによる振動を抑えること
ができる。
指令の停止を検知するが、完全な0だけでなく、あるし
きい値より低速の場合に切換を行なうようにしてもよ
い。これは、完全に停止していなくても低速になると摩
擦が増大し、停止に近い振動を発生する場合に有効であ
る。
作時はローパスフィルタ処理により振動抑制を行ない、
停止時にはローパスフィルタ処理による位相遅れを除去
することで自励振動を防止した位置制御装置を提供する
ことができる。
すブロック図である。
である。
指令処理手段)、4アンプ(モータ駆動回路)、5 モ
ータ、6 位置検出器、7 ボールねじ、8可動テーブ
ル、9 速度算出部、10 減算器、11 減算器、2
0 停止判定部、21 切換器(トルク指令処理手
段)、S1 位置指令、S2 位置検出値、S3 速
度、S4 位置誤差、S5 速度指令、S6 速度誤
差、S7 トルク指令、S20 切換指令。
Claims (2)
- 【請求項1】 制御対象をモータにより駆動し、位置の
制御を行う位置制御装置であって、 制御対象の制御目標速度である速度指令と、フィードバ
ックされた制御対象の実際の速度とに基づき前記モータ
の制御目標トルクであるトルク指令を算出する手段と、 制御対象の実質的に停止中か否かを判定する停止判定手
段と、 停止中であると判定された場合、前記トルク指令を、モ
ータを駆動するモータ駆動回路に出力し、停止中でない
と判定された場合、前記トルク指令を、ローパスフィル
タを介して前記モータ駆動回路に出力する、トルク指令
処理手段と、を有する位置制御装置。 - 【請求項2】 請求項1に記載の位置制御装置におい
て、前記速度指令は、制御対象の制御目標位置である位
置指令に基づき算出されるものであり、前記停止判定手
段は位置指令の変化が実質的にないときに停止中を判定
する、位置制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34293799A JP3790078B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34293799A JP3790078B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 位置制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001157948A true JP2001157948A (ja) | 2001-06-12 |
JP3790078B2 JP3790078B2 (ja) | 2006-06-28 |
Family
ID=18357679
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34293799A Expired - Fee Related JP3790078B2 (ja) | 1999-12-02 | 1999-12-02 | 位置制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3790078B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007097334A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Yaskawa Electric Corp | サーボ制御装置 |
JP2013214356A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Mabuchi Motor Co Ltd | 車両用前照灯 |
WO2022153526A1 (ja) * | 2021-01-18 | 2022-07-21 | 株式会社日立ハイテク | 顕微鏡において用いられるステージ装置および顕微鏡 |
-
1999
- 1999-12-02 JP JP34293799A patent/JP3790078B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2007097334A (ja) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Yaskawa Electric Corp | サーボ制御装置 |
JP2013214356A (ja) * | 2012-03-30 | 2013-10-17 | Mabuchi Motor Co Ltd | 車両用前照灯 |
WO2022153526A1 (ja) * | 2021-01-18 | 2022-07-21 | 株式会社日立ハイテク | 顕微鏡において用いられるステージ装置および顕微鏡 |
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Publication number | Publication date |
---|---|
JP3790078B2 (ja) | 2006-06-28 |
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