JP2001228908A - 数値制御装置 - Google Patents
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Abstract
げられるよう、速度制御系のピーク周波数のゲインを低
下させることができる数値制御装置を提供すること。 【解決手段】 本発明は、速度フィードバック制御系を
有する数値制御装置10である。ピーク周波数検出部2
0が、速度指令入力を入力とし速度フィードバックを出
力とした周波数伝達関数の特性から、ピーク周波数を特
定する。帯域除去部30が、ピーク周波数に基づいて、
速度指令入力に対して帯域除去処理を施す。
Description
ク制御系を有する制御系において、速度フィードバック
制御系のピーク周波数のゲインを低下させることができ
る数値制御装置に関する。
センタの送り駆動における速度フィードバック制御系
は、図3に示すように、当該ボールネジの「ねじり共
振」に起因するゲインのピークが存在する。このゲイン
のピークに対応する周波数は、ピーク周波数あるいは共
振周波数と呼ばれる。図3の例におけるピーク周波数
は、約400Hzである。
ゲインを上げていくと、前記のピークの存在のために、
ねじり振動のピークが0dBを超えて大きくなって、発
振現象が生じてしまう。このため、速度制御系のゲイン
を上げることには限界があり、必要な応答特性や外乱特
性が得られない場合がある。
たものであり、速度制御系のゲインを所望のレベルにま
で上げられるよう、速度制御系のピーク周波数のゲイン
を低下させることができる数値制御装置を提供すること
を目的とする。
バック制御系を有する数値制御装置であって、速度指令
入力を入力とし、速度フィードバックを出力とした周波
数伝達関数の特性からピーク周波数を特定するピーク周
波数検出部と、前記ピーク周波数に基づいて、速度指令
入力に対して帯域除去処理を施す帯域除去部と、を備え
たことを特徴とする数値制御装置である。
って特定したピーク周波数に基づいて、帯域除去処理が
施されるため、ピーク周波数のゲインを効果的に低下さ
せることができる。
ホワイトノイズ生成部と、速度指令入力を前記ホワイト
ノイズ生成部からのホワイトノイズ入力に切り替えるス
イッチと、FFT変換演算を利用して、ホワイトノイズ
を入力とし速度フィードバックを出力とした周波数伝達
関数のゲイン特性を求めてピーク周波数を特定するFF
T機能部と、を有している。この場合、周波数伝達関数
のゲイン特性を容易に求めることができ、ピーク周波数
を精度良く特定することができる。
たフィルタパラメータに従って帯域除去処理を施す帯域
除去フィルタと、前記ピーク周波数に基づいて、帯域除
去フィルタの前記フィルタパラメータを変換するパラメ
ータ変換部と、を有している。この場合、ピーク周波数
に対応したフィルタ特性を容易に得ることができる。
帯域除去フィルタの帯域除去処理機能が無効となるよう
なフィルタパラメータが設定され得るようになってい
る。この場合、帯域除去フィルタの存在による影響な
く、周波数伝達関数のゲイン特性を精度良く求めること
ができる。
部、スイッチ、FFT機能部、帯域除去フィルタには、
自動調整部が接続されており、自動調整部は、スイッチ
を作動させて、速度指令入力を前記ホワイトノイズ生成
部からのホワイトノイズ入力に切り替えさせる機能と、
帯域除去フィルタに対して、帯域除去フィルタの帯域除
去処理機能が無効となるようなフィルタパラメータを設
定する機能と、ホワイトノイズ生成部を作動させて、速
度指令入力としてのホワイトノイズを出力させる機能
と、FFT機能部を作動させて、FFT変換演算を利用
して、ホワイトノイズを入力とし速度フィードバックを
出力とした周波数伝達関数のゲイン特性を求めてピーク
周波数を特定させる機能と、スイッチを解除させて、速
度指令入力を元の速度指令入力系に戻す機能と、を有し
ている。
波数に基づく帯域除去処理が自動的に施されるため、ピ
ーク周波数のゲインをより容易に低下させることができ
る。
は、ランダムに生成された振幅と、速度フィードバック
制御系の制御周期と同じ周期と、を有している。
に記載の数値制御装置を用いる方法であって、スイッチ
を作動させて、速度指令入力を前記ホワイトノイズ生成
部からのホワイトノイズ入力に切り替えさせる工程と、
帯域除去フィルタに対して、帯域除去フィルタの帯域除
去処理機能が無効となるようなフィルタパラメータを設
定する工程と、ホワイトノイズ生成部を作動させて、速
度指令入力としてのホワイトノイズを出力させる工程
と、FFT機能部を作動させて、FFT変換演算を利用
して、ホワイトノイズを入力とし速度フィードバックを
出力とした周波数伝達関数のゲイン特性を求めてピーク
周波数を特定させる工程と、パラメータ変換部を作動さ
せて、特定されたピーク周波数に基づいて、帯域除去フ
ィルタのフィルタパラメータを変換する工程と、ホワイ
トノイズ生成部の作動を停止させる工程と、スイッチを
解除させて、速度指令入力を元の速度指令入力系に戻す
工程と、を備えたことを特徴とする方法である。
施の形態について説明する。
制御装置を示すブロック図である。図1に示すように、
本実施の形態の数値制御装置10は、制御対象としての
モータ1と、モータ1の位置フィードバックのためのエ
ンコーダ2と、に接続されている。
5を介して接続された速度制御部11と、エンコーダ2
に接続された速度検出部12と、速度指令入力信号を速
度制御部11に送る速度指令部13と、を備えている。
速度検出部12は、エンコーダ2によって検出されたモ
ータ1の位置信号から速度信号を求めると共に、当該速
度信号に基づく速度フィードバック信号を生成するよう
になっている。そして、速度制御部11には、速度フィ
ードバック信号と速度指令部13からの速度指令入力信
号とが融合して入力されるようになっており、すなわ
ち、速度フィードバック制御系が構築されている。
を入力とし、速度フィードバックを出力とした周波数伝
達関数の特性からピーク周波数を特定するピーク周波数
検出部20を有している。
ズ生成部21と、速度指令入力を速度指令部13からの
速度指令入力からホワイトノイズ生成部21からのホワ
イトノイズ入力に切り替えるスイッチ22と、FFT変
換演算を利用してホワイトノイズを入力とし速度フィー
ドバックを出力とした周波数伝達関数のゲイン特性を求
めてピーク周波数を特定するFFT機能部23と、を有
している。
図2に示すように、必要な周波数帯域全体にわたる周波
数成分を持つと共に、ランダムに生成された振幅と、速
度フィードバック制御系の制御周期と同じ周期で変化す
るランダムノイズを生成するようになっている。
示す。この例では、ピーク周波数は約400Hzであ
る。
に基づいて、速度フィードバック信号が融合された後の
速度指令入力に対して帯域除去処理を施す帯域除去部3
0を備えている。
れたフィルタパラメータに従って帯域除去処理を施す帯
域除去フィルタ31と、ピーク周波数に基づいて帯域除
去フィルタ31のフィルタパラメータを変換するパラメ
ータ変換部32と、を有している。
去フィルタ31の帯域除去処理機能が無効となるような
フィルタパラメータが設定され得るようになっている。
(Finite Impulse Response)
フィルタ、IIR(Infinite Impulse
Response)フィルタ等が用いられる。IIR
帯域除去フィルタの特性の例を図4に示す。
生成部21、スイッチ22、FFT機能部23及び帯域
除去フィルタ31に、自動調整部40が接続されてい
る。
せて、速度指令入力をホワイトノイズ生成部21からの
ホワイトノイズ入力に切り替えさせる機能と、帯域除去
フィルタ31に対して、帯域除去フィルタ31の帯域除
去処理機能が無効となるようなフィルタパラメータを設
定する機能と、ホワイトノイズ生成部22を作動させ
て、速度指令入力としてのホワイトノイズを出力させる
機能と、FFT機能部23を作動させて、FFT変換演
算を利用して、ホワイトノイズを入力とし速度フィード
バックを出力とした周波数伝達関数のゲイン特性を求め
てピーク周波数を特定させる機能と、スイッチ22を解
除させて、速度指令入力を元の速度指令入力系に戻す機
能と、を有している。
参照して説明する。図5は、図1に示す数値制御装置の
作用を示すフロー図である。
がスイッチ22を作動させ、速度指令入力を速度指令部
13からの速度指令入力からホワイトノイズ生成部21
からのホワイトノイズ入力に切り替えさせる(STEP
1)。
タ31に対して、帯域除去フィルタ31の帯域除去処理
機能が無効となるようなフィルタパラメータを設定する
(STEP2)。
成部21を作動させ、速度指令入力としてのホワイトノ
イズを出力させる(STEP3)。
を作動させ、FFT変換演算を利用して、ホワイトノイ
ズを入力とし速度フィードバックを出力とした周波数伝
達関数のゲイン特性を求めさせ、当該ゲイン特性からピ
ーク周波数を特定させる(STEP4)。例えば、図3
に示すようなゲイン特性から、約400Hzというピー
ク周波数を特定する。
特定されたピーク周波数に基づいて、帯域除去フィルタ
31のフィルタパラメータを変換する(STEP5)。
このフィルタパラメータの変換によって、帯域除去フィ
ルタ31は、例えば図4に示すようなフィルタ特性に調
整され、約400Hzというピーク周波数のゲインを低
下可能な状態となる。
を停止させ(STEP6)、スイッチ22を解除させ
て、速度指令入力を速度指令部13からの元の速度指令
入力に戻す(STEP7)。
ーク周波数検出部20によって特定したピーク周波数に
基づいて帯域除去処理が施されるため、ピーク周波数の
ゲインを効果的に低下させることができる。このため、
速度制御系のゲインを所望のレベルにまで上げることが
可能となる。
が、FFT変換演算を利用して、ホワイトノイズを入力
とし速度フィードバックを出力とした周波数伝達関数の
ゲイン特性を求めてピーク周波数を特定するため、周波
数伝達関数のゲイン特性を容易に求めることができ、ピ
ーク周波数を精度良く特定することができる。
0が、設定されたフィルタパラメータに従って帯域除去
処理を施す帯域除去フィルタ31と、ピーク周波数に基
づいて帯域除去フィルタ31のフィルタパラメータを変
換するパラメータ変換部32と、を有しているため、ピ
ーク周波数に対応したフィルタ特性を容易に得ることが
できる。
ルタ31は、帯域除去フィルタ31の帯域除去処理機能
が無効となるようなフィルタパラメータが設定され得る
ようになっているため、帯域除去フィルタ31の存在に
よる影響なく、周波数伝達関数のゲイン特性を精度良く
求めることができる。
0によって、ピーク周波数に基づく帯域除去処理が自動
的に実施されるため、ピーク周波数のゲインをより容易
に低下させることができる。
よって特定したピーク周波数に基づいて帯域除去処理が
施されるため、ピーク周波数のゲインを効果的に低下さ
せることができる。このため、速度制御系のゲインを所
望のレベルにまで上げることが可能となる。
す概略ブロック図。
を示す図。
Claims (7)
- 【請求項1】速度フィードバック制御系を有する数値制
御装置であって、 速度指令入力を入力とし、速度フィードバックを出力と
した周波数伝達関数の特性からピーク周波数を特定する
ピーク周波数検出部と、 前記ピーク周波数に基づいて、速度指令入力に対して帯
域除去処理を施す帯域除去部と、を備えたことを特徴と
する数値制御装置。 - 【請求項2】前記ピーク周波数検出部は、 ホワイトノイズ生成部と、 速度指令入力を前記ホワイトノイズ生成部からのホワイ
トノイズ入力に切り替えるスイッチと、 FFT変換演算を利用して、ホワイトノイズを入力とし
速度フィードバックを出力とした周波数伝達関数のゲイ
ン特性を求めてピーク周波数を特定するFFT機能部
と、を有していることを特徴とする請求項1に記載の数
値制御装置。 - 【請求項3】前記帯域除去部は、 設定されたフィルタパラメータに従って帯域除去処理を
施す帯域除去フィルタと、 前記ピーク周波数に基づいて、帯域除去フィルタの前記
フィルタパラメータを変換するパラメータ変換部と、を
有していることを特徴とする請求項2に記載の数値制御
装置。 - 【請求項4】帯域除去フィルタは、帯域除去フィルタの
帯域除去処理機能が無効となるようなフィルタパラメー
タが設定され得るようになっていることを特徴とする請
求項3に記載の数値制御装置。 - 【請求項5】ホワイトノイズ生成部、スイッチ、FFT
機能部、帯域除去フィルタには、自動調整部が接続され
ており、 自動調整部は、 スイッチを作動させて、速度指令入力を前記ホワイトノ
イズ生成部からのホワイトノイズ入力に切り替えさせる
機能と、 帯域除去フィルタに対して、帯域除去フィルタの帯域除
去処理機能が無効となるようなフィルタパラメータを設
定する機能と、 ホワイトノイズ生成部を作動させて、速度指令入力とし
てのホワイトノイズを出力させる機能と、 FFT機能部を作動させて、FFT変換演算を利用し
て、ホワイトノイズを入力とし速度フィードバックを出
力とした周波数伝達関数のゲイン特性を求めてピーク周
波数を特定させる機能と、 スイッチを解除させて、速度指令入力を元の速度指令入
力系に戻す機能と、を有していることを特徴とする請求
項4に記載の数値制御装置。 - 【請求項6】前記ホワイトノイズは、ランダムに生成さ
れた振幅と、速度フィードバック制御系の制御周期と同
じ周期と、を有していることを特徴とする請求項2乃至
5のいずれかに記載の数値制御装置。 - 【請求項7】請求項4に記載の数値制御装置を用いる方
法であって、 スイッチを作動させて、速度指令入力を前記ホワイトノ
イズ生成部からのホワイトノイズ入力に切り替えさせる
工程と、 帯域除去フィルタに対して、帯域除去フィルタの帯域除
去処理機能が無効となるようなフィルタパラメータを設
定する工程と、 ホワイトノイズ生成部を作動させて、速度指令入力とし
てのホワイトノイズを出力させる工程と、 FFT機能部を作動させて、FFT変換演算を利用し
て、ホワイトノイズを入力とし速度フィードバックを出
力とした周波数伝達関数のゲイン特性を求めてピーク周
波数を特定させる工程と、 パラメータ変換部を作動させて、特定されたピーク周波
数に基づいて、帯域除去フィルタのフィルタパラメータ
を変換する工程と、 ホワイトノイズ生成部の作動を停止させる工程と、 スイッチを解除させて、速度指令入力を元の速度指令入
力系に戻す工程と、を備えたことを特徴とする方法。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2000040772A JP2001228908A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 数値制御装置 |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001228908A true JP2001228908A (ja) | 2001-08-24 |
Family
ID=18564103
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000040772A Pending JP2001228908A (ja) | 2000-02-18 | 2000-02-18 | 数値制御装置 |
Country Status (3)
Country | Link |
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JP (1) | JP2001228908A (ja) |
KR (1) | KR20010082726A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2004362394A (ja) * | 2003-06-06 | 2004-12-24 | Okuma Corp | 最大送り速度決定機能を有する数値制御装置 |
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- 2000-02-18 JP JP2000040772A patent/JP2001228908A/ja active Pending
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2001
- 2001-02-17 KR KR1020010007970A patent/KR20010082726A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-02-20 US US09/785,414 patent/US20020016648A1/en not_active Abandoned
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US20020016648A1 (en) | 2002-02-07 |
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