JP2001265404A - Multiple system servo actuator controller - Google Patents

Multiple system servo actuator controller

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JP2001265404A
JP2001265404A JP2000075975A JP2000075975A JP2001265404A JP 2001265404 A JP2001265404 A JP 2001265404A JP 2000075975 A JP2000075975 A JP 2000075975A JP 2000075975 A JP2000075975 A JP 2000075975A JP 2001265404 A JP2001265404 A JP 2001265404A
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JP
Japan
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signal
operation signal
unit
data communication
difference
Prior art date
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Application number
JP2000075975A
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Japanese (ja)
Inventor
Ayumi Yano
歩 矢野
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INST ADV TECH HELICOPTER Ltd
Advanced Technology Institute of Commuter Helicopter Ltd
Original Assignee
INST ADV TECH HELICOPTER Ltd
Advanced Technology Institute of Commuter Helicopter Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiple system servo actuator controller capable of preventing power waste due to any antagonization between systems and improving responsiveness. SOLUTION: This multiple system servo actuator controller is constituted of a control circuit 20 for controlling the first system of an electric servo actuator 1, a control circuit 30 for controlling the second system of the electric servo actuator 1, and a serial bus 40 for operating data communication between the control circuits 20 and 30. The control circuits 20 and 30 are respectively constituted of CPUs 21 and 31, memories 23 and 33, input and output circuits 24 and 34, driver circuits 25 and 35 for outputting motor driving currents to motor coils 9a and 9b of a monitor 10, communication I/F circuits 26 and 36 for operating data communication with a host controller 41, and inter-system communication I/F circuits 27 and 37 for operating data communication with the other system. When the change of the operation output signal is small, a servo control arithmetic operation is performed by using the mean value of the both systems, and when the change of the operation output signal is large, the servo control arithmetic operation is performed only by its own system.

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、電気回路系を併設
して多重系を構成したサーボアクチュエータ制御装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a servo actuator control device in which an electric circuit system is juxtaposed to form a multiplex system.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえばFBW(フライバイワイヤ)ヘ
リコプタや航空機、宇宙飛行機等において、同一の制御
対象を制御するための駆動系を複数併設して、いくつか
の駆動系が故障しても残りの駆動系だけで正常動作を継
続できるように多重系で構成することによって、安全性
や信頼性の向上を図っている。
2. Description of the Related Art For example, in a FBW (fly-by-wire) helicopter, an aircraft, a spacecraft, or the like, a plurality of drive systems for controlling the same control target are provided in parallel, and even if some of the drive systems fail, the remaining drive systems remain. The safety and reliability are improved by configuring the multiplex system so that normal operation can be continued only by the system.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】多重系サーボアクチュ
エータは高い信頼性を有するが、制御回路やセンサ、駆
動回路等の系統間のばらつきに起因して、アクチュエー
タ駆動力が系統間で微妙に相違してしまうため、応答性
の劣化や系統同士の拮抗による電力浪費を引き起こす。
特に、出力に寄与しない電力浪費は、系統間に極性の異
なる出力が発生した場合に顕著になる。系統間に同じ極
性で異なる大きさの出力が発生した場合は、トルクや力
が加算的に作用するため、電力は有効に利用される。し
かし、系統間に極性の異なる出力が発生すると、トルク
や力が互いに打ち消し合い、電力浪費となる。
Although a multi-system servo actuator has high reliability, the driving force of the actuator is slightly different between the systems due to variations among the systems such as control circuits, sensors, and drive circuits. As a result, deterioration of responsiveness and power consumption due to antagonism between systems are caused.
In particular, power waste that does not contribute to the output becomes remarkable when outputs having different polarities occur between the systems. When outputs of the same polarity and different magnitudes are generated between the systems, the torque and force act additively, so that the power is effectively used. However, when outputs having different polarities are generated between the systems, the torque and the force cancel each other, and power is wasted.

【0004】こうした対策として、たとえば各系統の操
作出力信号値を互いに通信して、操作信号値の平均値や
メジアン値を算出し、これを各系統で共通の操作出力信
号値として使用する手法が考えられている。
As a countermeasure, for example, there is a method in which operation output signal values of respective systems are communicated with each other, an average value or a median value of operation signal values is calculated, and this is used as a common operation output signal value in each system. It is considered.

【0005】一般に、各系統の制御回路は高速処理が可
能なCPUおよびパラレルバス等で構成されるのに対し
て、系統間の通信(CCDL(Cross Channel Data Lin
k))は、回線数を減らして簡素化をはかる等でシリアル
バス通信で接続している。そのため系統間のデータ伝送
周期は、各系統の制御回路のサーボ制御周期に比べ長く
なりがちとなり、各系統で共通の操作出力信号を使用す
る場合には、応答性が劣化する。
In general, the control circuit of each system comprises a CPU and a parallel bus capable of high-speed processing, whereas communication between systems (CCDL (Cross Channel Data Lin
k)) is connected by serial bus communication to reduce the number of lines for simplification. Therefore, the data transmission cycle between the systems tends to be longer than the servo control cycle of the control circuit of each system, and when a common operation output signal is used in each system, the response is deteriorated.

【0006】本発明の目的は、系統間の拮抗に起因した
電力浪費を防止でき、応答性の向上が図られる多重系サ
ーボアクチュエータ制御装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a multiplex servo actuator control device capable of preventing power waste due to antagonism between systems and improving responsiveness.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、アクチュエー
タを独立に駆動する第1駆動部および第2駆動部と、該
アクチュエータの出力変位を独立に検出し、第1検出信
号および第2検出信号をそれぞれ出力する第1位置セン
サおよび第2位置センサと、外部指令信号と第1検出信
号との差が小さくなるようにサーボ制御演算を行なっ
て、第1操作信号を生成する第1操作信号生成部と、外
部指令信号と第2検出信号との差が小さくなるようにサ
ーボ制御演算を行なって、第2操作信号を生成する第2
操作信号生成部と、第1操作信号生成部と第2操作信号
生成部との間でデータ通信を行うデータ通信部と、第1
操作信号およびデータ通信を経由した第2操作信号に基
づいて第3操作信号を生成する第3操作信号生成部と、
第2操作信号およびデータ通信を経由した第1操作信号
に基づいて第4操作信号を生成する第4操作信号生成部
と、第1操作信号および第3操作信号の一方を選択し
て、第1駆動部へ出力する第1信号選択部と、第2操作
信号および第4操作信号の一方を選択して、第2駆動部
へ出力する第2信号選択部とを備えることを特徴とする
多重系サーボアクチュエータ制御装置である。
SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a first drive section and a second drive section for independently driving an actuator, and an output displacement of the actuator are independently detected to obtain a first detection signal and a second detection signal. And a first operation signal generation unit that performs a servo control operation to reduce a difference between an external command signal and a first detection signal to generate a first operation signal. A second operation signal for generating a second operation signal by performing a servo control operation so as to reduce a difference between the external command signal and the second detection signal.
An operation signal generation unit; a data communication unit that performs data communication between the first operation signal generation unit and the second operation signal generation unit;
A third operation signal generation unit that generates a third operation signal based on the operation signal and the second operation signal via the data communication;
A fourth operation signal generating unit that generates a fourth operation signal based on the second operation signal and the first operation signal via the data communication, and selecting one of the first operation signal and the third operation signal to perform the first operation signal A multiplexing system comprising: a first signal selection unit that outputs to a driving unit; and a second signal selection unit that selects one of a second operation signal and a fourth operation signal and outputs the selected signal to a second driving unit. It is a servo actuator control device.

【0008】本発明に従えば、第1駆動部および第2駆
動部が共通のアクチュエータを独立に駆動する多重系サ
ーボアクチュエータにおいて、第1駆動部を制御する第
1制御系統は第1位置センサからの第1検出信号を用い
て自系統の第1操作信号を生成するとともに、他系統の
第2操作信号をデータ通信で取り込んで、新たに第3操
作信号を生成し、第1操作信号または第3操作信号を選
択して第1駆動部へ出力している。
According to the present invention, in a multiplex servo actuator in which the first drive unit and the second drive unit independently drive a common actuator, the first control system for controlling the first drive unit is based on the first position sensor. The first operation signal of the own system is generated using the first detection signal of the first system, and the second operation signal of the other system is acquired by data communication to newly generate the third operation signal, and the first operation signal or the second operation signal is generated. Three operation signals are selected and output to the first drive unit.

【0009】第1操作信号を選択した場合は、自系統単
独でサーボ制御が可能になるため、動作の高速化が図ら
れ、応答性を優先したサーボ制御を実施できる。一方、
第3操作信号を選択した場合は、自系統および他系統の
両方の制御状態を考慮できるため、系統間ばらつきを解
消でき、系統同士の拮抗による電力浪費などを抑制でき
る。
When the first operation signal is selected, the servo control can be performed by the own system alone, so that the operation can be speeded up and the servo control with priority on the response can be performed. on the other hand,
When the third operation signal is selected, since the control states of both the own system and the other system can be taken into consideration, variations between the systems can be eliminated, and power waste due to antagonism between the systems can be suppressed.

【0010】同様に、第2駆動部を制御する第2制御系
統は第2位置センサからの第2検出信号を用いて自系統
の第2操作信号を生成するとともに、他系統の第1操作
信号をデータ通信で取り込んで、新たに第4操作信号を
生成し、第2操作信号または第4操作信号を選択して第
2駆動部へ出力している。
Similarly, a second control system for controlling the second drive section generates a second operation signal of its own system using the second detection signal from the second position sensor and a first operation signal of another system. Is acquired by data communication, a fourth operation signal is newly generated, and the second operation signal or the fourth operation signal is selected and output to the second drive unit.

【0011】第2操作信号を選択した場合は、自系統単
独でサーボ制御が可能になるため、動作の高速化が図ら
れ、応答性を優先したサーボ制御を実施できる。一方、
第4操作信号を選択した場合は、自系統および他系統の
両方の制御状態を考慮できるため、系統間ばらつきを解
消でき、系統同士の拮抗による電力浪費などを抑制でき
る。
When the second operation signal is selected, the servo control can be performed by the own system alone, so that the operation can be speeded up and the servo control with priority on the response can be performed. on the other hand,
When the fourth operation signal is selected, control states of both the own system and the other system can be taken into consideration, so that it is possible to eliminate inter-system variation and suppress power waste due to antagonism between the systems.

【0012】系統同士の拮抗状況が発生するのは、サー
ボコマンドに対する実応答の差であるサーボ偏差が系統
間のフィードバックセンサ信号値のずれ量の程度に比べ
て小さい場合であり、低負荷での静止状態や動きの緩や
かな状態において顕著になる。一方、サーボ偏差が系統
間のフィードバックセンサ信号値のずれ量の程度に比べ
て大きい場合は、高加速度追従状態などであり、これは
入力コマンド信号の変化率や操作出力コマンドの変化率
が大きい場合に発生しやすい。
An antagonistic situation between the systems occurs when the servo deviation, which is the difference in the actual response to the servo command, is smaller than the degree of the deviation of the feedback sensor signal value between the systems, and when the load is low. It becomes remarkable in a stationary state or a state of gradual movement. On the other hand, when the servo deviation is large compared to the degree of deviation of the feedback sensor signal value between the systems, the state is a high acceleration tracking state or the like. Easy to occur.

【0013】また本発明は、第1信号選択部および第2
信号選択部は、外部指令信号の変化率に応じて操作信号
をそれぞれ選択することを特徴とする。
Further, the present invention provides a first signal selector and a second signal selector.
The signal selector selects the operation signal according to the change rate of the external command signal.

【0014】本発明に従えば、第1信号選択部は外部指
令信号の変化率に応じて第1操作信号または第3操作信
号を選択することによって、サーボ制御の応答性または
系統同士の拮抗防止のいずれを優先させるかをそれぞれ
の機能が有効に作用するよう、状況に応じて自動的に切
替えることができる。たとえば、外部指令信号の変化率
が大きい場合は、自系統の第1操作信号を選択すること
で、系統間の拮抗なくサーボ制御の応答性を保つことが
できる。一方、外部指令信号の変化率が小さい場合は、
自系統のおよび他系統の両方を考慮した第3操作信号を
選択することで、応答性に影響なく系統同士の拮抗を防
止できる。
According to the present invention, the first signal selection section selects the first operation signal or the third operation signal in accordance with the rate of change of the external command signal, thereby providing servo control response or system antagonism. It can be automatically switched according to the situation so that each of the functions works effectively so as to prioritize any of the above. For example, when the rate of change of the external command signal is large, by selecting the first operation signal of the own system, it is possible to maintain the responsiveness of the servo control without competing between the systems. On the other hand, when the rate of change of the external command signal is small,
By selecting the third operation signal in consideration of both the own system and the other system, it is possible to prevent antagonism between the systems without affecting the responsiveness.

【0015】同様に、第2信号選択部は外部指令信号の
変化率に応じて第2操作信号または第4操作信号を選択
することによって、サーボ制御の応答性または系統同士
の拮抗防止のいずれを優先させるかをそれぞれの機能が
有効に作用するよう、状況に応じて自動的に切替えるこ
とができる。たとえば、外部指令信号の変化率が大きい
場合は、自系統の第2操作信号を選択することで、系統
間の拮抗なくサーボ制御の応答性を保つことができる。
一方、外部指令信号の変化率が小さい場合は、自系統の
および他系統の両方を考慮した第4操作信号を選択する
ことで、応答性に影響なく系統同士の拮抗を防止でき
る。
Similarly, the second signal selection unit selects either the second operation signal or the fourth operation signal in accordance with the rate of change of the external command signal, and thereby selects either the response of the servo control or the prevention of antagonism between the systems. The priority can be automatically switched according to the situation so that each function works effectively. For example, when the rate of change of the external command signal is large, by selecting the second operation signal of the own system, the responsiveness of the servo control can be maintained without competition between the systems.
On the other hand, when the rate of change of the external command signal is small, antagonism between the systems can be prevented without affecting responsiveness by selecting the fourth operation signal in consideration of both the own system and the other system.

【0016】また本発明は、第1信号選択部は第1操作
信号の変化率に応じて操作信号を選択し、第2信号選択
部は第2操作信号の変化率に応じて操作信号を選択する
ことを特徴とする。
Further, according to the present invention, the first signal selector selects an operation signal according to a change rate of the first operation signal, and the second signal selector selects an operation signal according to a change rate of the second operation signal. It is characterized by doing.

【0017】本発明に従えば、第1信号選択部は自系統
の第1操作信号の変化率に応じて第1操作信号または第
3操作信号を選択することによって、サーボ制御の応答
性または系統同士の拮抗防止のいずれを優先させるかを
それぞれの機能が有効に作用するよう、状況に応じて切
替えることができる。たとえば、第1操作信号の変化率
が大きい場合は、自系統の第1操作信号を選択すること
で、系統間の拮抗なくサーボ制御の応答性を保つことが
できる。一方、第1操作信号の変化率が小さい場合は、
自系統のおよび他系統の両方を考慮した第3操作信号を
選択することで、応答性に影響なく系統同士の拮抗を防
止できる。
According to the present invention, the first signal selector selects the first operation signal or the third operation signal in accordance with the rate of change of the first operation signal of the own system, thereby providing the response of the servo control or the system operation. It can be switched according to the situation so that each function works effectively, which one of the antagonism preventions is given priority. For example, when the rate of change of the first operation signal is large, by selecting the first operation signal of the own system, it is possible to maintain the responsiveness of the servo control without competing between the systems. On the other hand, when the rate of change of the first operation signal is small,
By selecting the third operation signal in consideration of both the own system and the other system, it is possible to prevent antagonism between the systems without affecting the responsiveness.

【0018】同様に、第2信号選択部は自系統の第2操
作信号の変化率に応じて第2操作信号または第4操作信
号を選択することによって、サーボ制御の応答性または
系統同士の拮抗防止のいずれを優先させるかをそれぞれ
の機能が有効に作用するよう、状況に応じて自動的に切
替えることができる。たとえば、第2操作信号の変化率
が大きい場合は、自系統の第2操作信号を選択すること
で、系統間の拮抗なくサーボ制御の応答性を保つことが
できる。一方、第2操作信号の変化率が小さい場合は、
自系統のおよび他系統の両方を考慮した第4操作信号を
選択することで、応答性に影響なく系統同士の拮抗を防
止できる。
Similarly, the second signal selection section selects the second operation signal or the fourth operation signal in accordance with the rate of change of the second operation signal of the own system, so that the response of the servo control or the antagonism between the systems is achieved. It is possible to automatically switch which one of the preventions is prioritized in accordance with the situation so that each function works effectively. For example, when the rate of change of the second operation signal is large, by selecting the second operation signal of the own system, it is possible to maintain the responsiveness of the servo control without competing between the systems. On the other hand, when the rate of change of the second operation signal is small,
By selecting the fourth operation signal in consideration of both the own system and the other system, antagonism between the systems can be prevented without affecting responsiveness.

【0019】また本発明は、アクチュエータを独立に駆
動する第1駆動部および第2駆動部と、該アクチュエー
タの出力変位を独立に検出し、第1検出信号および第2
検出信号をそれぞれ出力する第1位置センサおよび第2
位置センサと、外部指令信号と第1検出信号との差が小
さくなるようにサーボ制御演算を行なって、第1操作信
号を生成する第1操作信号生成部と、外部指令信号と第
2検出信号との差が小さくなるようにサーボ制御演算を
行なって、第2操作信号を生成する第2操作信号生成部
と、第1操作信号生成部と第2操作信号生成部との間で
所定通信周期でデータ通信を行うデータ通信部と、所定
通信周期毎に第1操作信号とデータ通信を経由した第2
操作信号との第1平均値を演算し、第1平均値と第1操
作信号との第1差分値を演算して記憶する第1差分演算
部と、第1操作信号と第1差分値との第1加算値を演算
し、第1駆動部へ出力する第1加算演算部と、所定通信
周期毎に第2操作信号とデータ通信を経由した第1操作
信号との第2平均値を演算し、第2平均値と第2操作信
号との第2差分値を演算して記憶する第2差分演算部
と、第2操作信号と第2差分値との第2加算値を演算
し、第2駆動部へ出力する第2加算演算部とを備えるこ
とを特徴とする多重系サーボアクチュエータ制御装置で
ある。
The present invention also provides a first drive unit and a second drive unit for independently driving an actuator, and independently detects an output displacement of the actuator, and outputs a first detection signal and a second detection signal.
A first position sensor and a second position sensor for respectively outputting detection signals;
A position sensor, a first operation signal generating unit that performs a servo control operation so as to reduce a difference between the external command signal and the first detection signal, and generates a first operation signal; an external command signal and a second detection signal And a second operation signal generation unit that performs a servo control operation to generate a second operation signal so as to reduce the difference between the first operation signal generation unit and the second operation signal generation unit. A data communication unit for performing data communication with the first operation signal and a second communication
A first difference calculator for calculating a first average value with the operation signal, calculating and storing a first difference value between the first average value and the first operation signal; And a first addition operation unit that outputs the first addition value to the first drive unit, and calculates a second average value of the second operation signal and the first operation signal via the data communication at predetermined communication cycles. A second difference calculation unit that calculates and stores a second difference value between the second average value and the second operation signal; and calculates a second addition value between the second operation signal and the second difference value. And a second addition operation unit for outputting to the second drive unit.

【0020】本発明に従えば、第1駆動部および第2駆
動部が共通のアクチュエータを独立に駆動する多重系サ
ーボアクチュエータにおいて、第1駆動部を制御する第
1制御系統は第1位置センサからの第1検出信号を用い
て自系統の第1操作信号を生成するとともに、他系統の
第2操作信号をデータ通信で取り込んで、第1平均値を
演算し、この第1平均値と第1操作信号との第1差分値
を演算し記憶しておいて、さらに次の通信タイミングが
到来するまでの期間は第1操作信号と第1差分値との第
1加算値を演算し、第1駆動部へ出力している。
According to the present invention, in a multiplex servo actuator in which the first drive unit and the second drive unit independently drive a common actuator, the first control system for controlling the first drive unit is based on the first position sensor. The first operation signal of the own system is generated using the first detection signal of the first system, the second operation signal of the other system is captured by data communication, a first average value is calculated, and the first average value and the first average value are calculated. A first difference value with the operation signal is calculated and stored, and a first addition value between the first operation signal and the first difference value is calculated until the next communication timing arrives, and the first difference value is calculated. Output to the drive unit.

【0021】同様に、第2駆動部を制御する第2制御系
統は第2位置センサからの第2検出信号を用いて自系統
の第2操作信号を生成するとともに、他系統の第1操作
信号をデータ通信で取り込んで、第2平均値を演算し、
この第2平均値と第2操作信号との第2差分値を演算し
記憶しておいて、さらに次の通信タイミングが到来する
までの期間は第2操作信号と第2差分値との第2加算値
を演算し、第1駆動部へ出力している。
Similarly, a second control system for controlling the second drive section generates a second operation signal of its own system using the second detection signal from the second position sensor and a first operation signal of another system. Is acquired by data communication, a second average value is calculated,
A second difference value between the second average value and the second operation signal is calculated and stored, and a second difference between the second operation signal and the second difference value is maintained until a next communication timing arrives. The addition value is calculated and output to the first drive unit.

【0022】したがって、自系統はデータ通信の通信周
期毎の他系統の制御状態を考慮して、次の通信タイミン
グまでの制御を実施できるため、系統間のばらつきを極
力解消でき、系統同士の拮抗による電力浪費などを抑制
できる。通信タイミングと次の通信タイミングの間は、
自系統単独でセンサ出力の変化に応じた操作信号の変化
を、加味できるため、系統同士の拮抗を抑制しながら
も、応答性に優れたサーボ制御を実施できる。
Therefore, the own system can execute the control up to the next communication timing in consideration of the control state of the other system in each communication cycle of data communication, so that the variation between the systems can be eliminated as much as possible, and the competition between the systems can be reduced. Power consumption due to the above can be suppressed. Between the communication timing and the next communication timing,
Since the change of the operation signal according to the change of the sensor output can be taken into account by the own system alone, servo control with excellent responsiveness can be performed while suppressing the antagonism between the systems.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】図1は、本発明が適用できる多重
系サーボアクチュエータの一例を示す断面構成図であ
る。電動サーボアクチュエータ1は、1本のボールネジ
6を二重回路系のモータ10で回転駆動して、ナット5
を直線移動させて出力軸4の位置を制御している。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a multiplex servo actuator to which the present invention can be applied. The electric servo actuator 1 drives one ball screw 6 to rotate by a motor 10 of a dual circuit system, and
Is moved linearly to control the position of the output shaft 4.

【0024】ボールネジ6は、ハウジング2および固定
部3に対して軸受け7で回転支持される。ボールネジ6
の基部にはモータ10のロータとなる磁石8a,8bが
取り付けられ、ハウジング2の内側には磁石8a,8b
を取り巻くようにモータコイル9a,9bが取り付けら
れる。
The ball screw 6 is rotatably supported by a bearing 7 with respect to the housing 2 and the fixed part 3. Ball screw 6
The magnets 8a and 8b serving as the rotor of the motor 10 are attached to the base of the motor 2, and the magnets 8a and 8b
The motor coils 9a and 9b are attached so as to surround.

【0025】ボールネジ6には出力軸4に固定されたナ
ット5が螺合している。出力軸4はハウジング2に対し
て摺動自在に支持され、回転止め15によって回転運動
が規制される。2本のセンシング部材12a,12bが
出力軸4と平行に一体的に取り付けられる。ハウジング
2の内側には各センシング部材12a,12bの変位を
独立に検出する2つの変位センサ11a,11bが取り
付けられる。
A nut 5 fixed to the output shaft 4 is screwed into the ball screw 6. The output shaft 4 is slidably supported on the housing 2, and the rotation is restricted by the rotation stopper 15. The two sensing members 12a and 12b are integrally attached in parallel with the output shaft 4. Inside the housing 2, two displacement sensors 11a and 11b for independently detecting the displacement of each of the sensing members 12a and 12b are attached.

【0026】こうしてモータ10および変位センサ11
a,11bは二重回路系を構成しており、もし第1系統
の回路が故障した場合、故障を検出して、電源を断つな
どの処置を講じることにより、第2系統の回路だけでサ
ーボ動作を続行できるため、全体の信頼性を向上でき
る。
Thus, the motor 10 and the displacement sensor 11
a and 11b constitute a double circuit system. If the first circuit fails, the failure is detected and the power supply is cut off, and the servo is performed only by the second circuit. Since the operation can be continued, the overall reliability can be improved.

【0027】図2は、本発明の実施の一形態の電気的構
成を示すブロック図である。サーボアクチュエータ制御
装置は、電動サーボアクチュエータ1の第1系統を制御
する制御回路20と、電動サーボアクチュエータ1の第
2系統を制御する制御回路30と、制御回路20,30
との間でデータ通信を行うためのシリアルバス40等で
構成される。上位制御装置41は、別のシリアルバス3
8,39を介して制御回路20,30との間でデータ通
信を行ない、たとえば同一の外部コマンド信号を制御回
路20,30へ送出する。
FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of an embodiment of the present invention. The servo actuator control device includes a control circuit 20 for controlling a first system of the electric servo actuator 1, a control circuit 30 for controlling a second system of the electric servo actuator 1, and control circuits 20, 30.
And a serial bus 40 for performing data communication between them. The host controller 41 is connected to another serial bus 3
Data communication is performed with the control circuits 20 and 30 via the control circuits 8 and 39, and the same external command signal is sent to the control circuits 20 and 30, for example.

【0028】制御回路20は、所定のプログラムに従っ
て全体の動作を制御するCPU(中央処理装置)21
と、プログラムやデータを記憶するメモリ23と、デー
タの入出力を行う入出力回路(Programmable Input and
Output) 24と、モータ10のモータコイル9aにモー
タ駆動電流を出力するドライバ回路25と、上位制御装
置41とのデータ通信を行う通信I/F(インタフェイ
ス)回路26と、制御回路30とのデータ通信を行う系
統間通信I/F回路27などで構成される。CPU21
は、演算処理のワークメモリであるレジスタ22を有す
る。また、変位センサ11aからのセンサ信号は入出力
回路24に取り込まれる。
The control circuit 20 has a CPU (central processing unit) 21 for controlling the entire operation according to a predetermined program.
And a memory 23 for storing programs and data, and an input / output circuit (Programmable Input and
Output) 24, a driver circuit 25 that outputs a motor drive current to the motor coil 9a of the motor 10, a communication I / F (interface) circuit 26 that performs data communication with the host controller 41, and a control circuit 30. The communication system includes an inter-system communication I / F circuit 27 for performing data communication. CPU 21
Has a register 22 which is a work memory for arithmetic processing. Further, the sensor signal from the displacement sensor 11a is taken into the input / output circuit 24.

【0029】制御回路30は、制御回路20と同様に、
所定のプログラムに従って全体の動作を制御するCPU
31と、プログラムやデータを記憶するメモリ33と、
データの入出力を行う入出力回路34と、モータ10の
モータコイル9bにモータ駆動電流を出力するドライバ
回路35と、上位制御装置41とのデータ通信を行う通
信I/F回路36と、制御回路20とのデータ通信を行
う系統間通信I/F回路37などで構成される。CPU
31は、演算処理のワークメモリであるレジスタ32を
有する。また、変位センサ11bからのセンサ信号は入
出力回路34に取り込まれる。
The control circuit 30 is, like the control circuit 20,
CPU that controls the overall operation according to a predetermined program
31, a memory 33 for storing programs and data,
An input / output circuit 34 for inputting / outputting data, a driver circuit 35 for outputting a motor drive current to the motor coil 9b of the motor 10, a communication I / F circuit 36 for performing data communication with the host controller 41, and a control circuit It comprises an inter-system communication I / F circuit 37 for performing data communication with the system 20. CPU
Reference numeral 31 has a register 32 which is a work memory for arithmetic processing. The sensor signal from the displacement sensor 11b is taken into the input / output circuit 34.

【0030】図3は、制御回路20,30の動作を示す
制御ブロック図である。制御回路20は、外部コマンド
信号Cから変位センサ11aからのセンサ信号を引算す
る引算器60と、引算器60の出力を増幅する増幅器6
1と、増幅器61の出力および制御回路30の増幅器7
1のデータ通信を経由した出力を取り込んで演算を行う
演算器62と、演算器62が出力する電流コマンド信号
からドライバ回路25の電流フィードバック信号を引算
する引算器63と、引算器63の出力電圧を増幅してモ
ータに加える増幅器64などで構成される。
FIG. 3 is a control block diagram showing the operation of control circuits 20 and 30. The control circuit 20 includes a subtractor 60 for subtracting the sensor signal from the displacement sensor 11a from the external command signal C, and an amplifier 6 for amplifying the output of the subtractor 60.
1, the output of the amplifier 61 and the amplifier 7 of the control circuit 30.
1, an arithmetic unit 62 for taking an output via the data communication and performing an operation, a subtractor 63 for subtracting a current feedback signal of the driver circuit 25 from a current command signal output from the arithmetic unit 62, and a subtractor 63 And an amplifier 64 for amplifying the output voltage of the motor and adding the amplified output voltage to the motor.

【0031】制御回路30は、制御回路20と同様に、
外部コマンド信号Cから変位センサ11bからのセンサ
信号を引算する引算器70と、引算器70の出力を増幅
する増幅器71と、増幅器71の出力および制御回路2
0の増幅器61のデータ通信を経由した出力を取り込ん
で演算を行う演算器72と、演算器72が出力する電流
コマンド信号からドライバ回路25の電流フィードバッ
ク信号を引算する引算器73と、引算器73の出力電圧
を増幅してモータに加える増幅器74などで構成され
る。
The control circuit 30 is, like the control circuit 20,
A subtractor 70 for subtracting the sensor signal from the displacement sensor 11b from the external command signal C, an amplifier 71 for amplifying the output of the subtractor 70, and an output and control circuit 2 of the amplifier 71
And a subtractor 73 for subtracting the current feedback signal of the driver circuit 25 from the current command signal output by the operator 72 by taking in the output via the data communication of the amplifier 61 of zero. It comprises an amplifier 74 which amplifies the output voltage of the arithmetic unit 73 and adds it to the motor.

【0032】変換器66からのトルクおよび変換器76
からのトルクは、加算され、これが積分されてモータ速
度に変換され、モータ速度は積分されて出力軸4の位置
となる。なお、変換器67,77はモータ速度が係数K
Eで逆起電圧に変換される作用を表す。また、積分器5
2,53においてsはラプラス演算子、a,bは定数で
ある。
The torque from converter 66 and converter 76
Are added, and the result is integrated and converted into a motor speed. The motor speed is integrated and becomes the position of the output shaft 4. Note that the converters 67 and 77 have a motor speed of K
E represents an operation of being converted into a back electromotive voltage. Integrator 5
In 2,53, s is a Laplace operator, and a and b are constants.

【0033】図4は、制御回路20,30の動作の一例
を示すフローチャートである。以下、制御回路20を含
む第1系統を自系統とし、制御回路30を含む第2系統
を他系統として説明する。
FIG. 4 is a flowchart showing an example of the operation of the control circuits 20 and 30. Hereinafter, the first system including the control circuit 20 will be described as the own system, and the second system including the control circuit 30 will be described as the other system.

【0034】まずステップa1において制御回路20は
上位制御装置41からの外部コマンド信号および変位セ
ンサ11aからのセンサ信号を取り込んで、次にステッ
プa2において外部コマンド信号とセンサ信号との差が
小さくなるようにサーボ制御演算を行ない、次にステッ
プa3において自系統の操作出力信号(電流コマンド信
号)S10-1を算出してメモリ33やレジスタ22等に記
憶する。このとき制御回路30においても同様な動作を
実行している。
First, in step a1, the control circuit 20 fetches the external command signal from the host controller 41 and the sensor signal from the displacement sensor 11a, and then in step a2, the difference between the external command signal and the sensor signal is reduced. Then, in step a3, an operation output signal (current command signal) S10-1 of the own system is calculated and stored in the memory 33, the register 22, or the like. At this time, the control circuit 30 performs the same operation.

【0035】次にステップa4において、他系統の操作
出力信号(電流コマンド信号)S1-2 がCCDLシリア
ルバス40を経由して入力された場合、ステップa5へ
移行して自系統の操作出力信号S10-1および他系統の操
作出力信号S1-2 の平均値(=(S10-1 + S1-2)/2)
を算出して、新たな操作出力信号S3 とする。一方、ス
テップa4において他系統の操作出力信号S1-2 が入力
されない場合、ステップa6へ移行して前回のCPU演
算サイクルでの操作出力信号S3 を変化させずにそのま
ま保持する。
Next, in step a4, if the operation output signal (current command signal) S1-2 of the other system is input via the CCDL serial bus 40, the operation proceeds to step a5, where the operation output signal S10 of the own system is transmitted. -1 and average value of operation output signal S1-2 of other system (= (S10-1 + S1-2) / 2)
Is calculated as a new operation output signal S3. On the other hand, if the operation output signal S1-2 of the other system is not input in step a4, the process proceeds to step a6, and the operation output signal S3 in the previous CPU operation cycle is kept unchanged.

【0036】次にステップa7において、現在のCPU
演算サイクルからn回サイクル前までの操作出力信号S
10-1,S11-1,…,S1n-1の各数値における最大値MAX と
最小値MINとの差分を算出して操作出力信号の時間変化
率を評価し、この差分が所定値mより大きいか小さいか
を判定する。差分が所定値mより小さい場合、ステップ
a8へ移行してステップa4で設定した操作出力信号S
3 をドライバ回路25へ出力する。一方、差分が所定値
m以上である場合、ステップa9へ移行して現サイクル
の操作出力信号S10-1をドライバ回路25へ出力する。
Next, at step a7, the current CPU
Operation output signal S from the operation cycle to n cycles before
The difference between the maximum value MAX and the minimum value MIN in each numerical value of 10-1, S11-1,..., S1n-1 is calculated to evaluate the time change rate of the operation output signal, and the difference is larger than a predetermined value m. Is determined. If the difference is smaller than the predetermined value m, the process proceeds to step a8 and the operation output signal S set in step a4.
3 to the driver circuit 25. On the other hand, if the difference is equal to or greater than the predetermined value m, the process proceeds to step a9 and outputs the operation output signal S10-1 of the current cycle to the driver circuit 25.

【0037】以下、制御回路20はサーボ制御ループの
CPU演算サイクル毎にステップa1〜a9までのルー
チンを繰り返す。制御回路30も同様に、制御回路20
と独立してサーボ制御ループのCPU演算サイクル毎に
ステップa1〜a9までのルーチンを繰り返す。
Thereafter, the control circuit 20 repeats the routine of steps a1 to a9 every CPU operation cycle of the servo control loop. Similarly, the control circuit 30
Independently, the routine of steps a1 to a9 is repeated every CPU operation cycle of the servo control loop.

【0038】図5は、ドライバ回路25,35への操作
出力信号の時間変化を示すグラフである。時刻t1〜t4の
時間間隔がCCDLシリアルバス40の通信サイクルに
対応し、その間に短い周期のCPU演算サイクルが到来
する。
FIG. 5 is a graph showing a time change of the operation output signal to the driver circuits 25 and 35. The time interval from time t1 to t4 corresponds to the communication cycle of the CCDL serial bus 40, during which a short cycle CPU operation cycle arrives.

【0039】まず時刻t1でCCDLシリアルバス40を
介して他系統の操作出力信号が取り込まれると、ステッ
プa5において自系統および他系統の操作出力信号の平
均値を算出する。時刻t1の前後において第1系統および
第2系統の操作出力信号が緩やかに変化しているため、
ステップa8に移行して両者の平均値を電流コマンドと
してドライバ回路25,35へそれぞれ出力する(A点
に相当)。こうして操作出力信号の変化が小さい場合
は、両者の平均値を系統同士で共通に用いることによっ
て統間の拮抗に起因した電力浪費を防止できる。
First, when an operation output signal of another system is fetched via the CCDL serial bus 40 at time t1, an average value of the operation output signals of the own system and the other system is calculated in step a5. Before and after time t1, the operation output signals of the first system and the second system gradually change,
In step a8, the average value of both is output as a current command to the driver circuits 25 and 35 (corresponding to point A). When the change in the operation output signal is small in this way, it is possible to prevent power waste due to antagonism by using the average value of the two in common between the systems.

【0040】時刻t1から時刻t2まで期間は、他系統の操
作出力信号が取り込まれないため、ステップa6におい
て操作出力信号S3 は変化しない。この期間中、自系統
の操作出力信号の変化が所定値mより小さい場合は操作
出力信号S3 を出力する。自系統の操作出力信号の変化
が所定値m以上である場合はステップa9に移行して現
サイクルの操作出力信号S10-1をドライバ回路へ出力す
る。
During the period from time t1 to time t2, the operation output signal of another system is not taken in, so that the operation output signal S3 does not change in step a6. During this period, if the change of the operation output signal of the own system is smaller than the predetermined value m, the operation output signal S3 is output. If the change of the operation output signal of the own system is equal to or more than the predetermined value m, the process proceeds to step a9 to output the operation output signal S10-1 of the current cycle to the driver circuit.

【0041】次の時刻t2において、他系統の操作出力信
号が新たに取り込まれると、再び同様な演算を行う。こ
のとき自系統の操作出力信号の変化が所定値m以上とな
ると、サーボ制御動作の応答性を高めるため、両者の平
均値は無視して、自系統だけでサーボ制御演算を行なっ
て操作出力信号S11-1をドライバ回路へ出力する(C1
点、C2点に相当)。時刻t3においても操作出力信号の
変化が大きいため、自系統だけでサーボ制御演算を行な
って操作出力信号S11-1をドライバ回路へ出力する(D
1点、D2点に相当)。
At the next time t2, when an operation output signal of another system is newly acquired, the same operation is performed again. At this time, if the change of the operation output signal of the own system becomes equal to or more than the predetermined value m, in order to enhance the responsiveness of the servo control operation, the average value of both is ignored, the servo control operation is performed only by the own system, and the operation output signal is obtained. Output S11-1 to the driver circuit (C1
Point, C2 point). Even at time t3, since the change of the operation output signal is large, only the own system performs the servo control operation and outputs the operation output signal S11-1 to the driver circuit (D
1 point, corresponding to D2 point).

【0042】次の時刻t4において、自系統の操作出力信
号の変化が小さくなったため、再び両者の平均値を電流
コマンドとしてドライバ回路25,35へそれぞれ出力
する(E点に相当)。
At the next time t4, since the change of the operation output signal of the own system becomes small, the average value of both is output again as a current command to the driver circuits 25 and 35 (corresponding to the point E).

【0043】このように操作出力信号の変化が小さい場
合は、両者の平均値を系統同士で共通に用いることによ
って系統間の拮抗に起因した電力浪費を防止できる。ま
た、操作出力信号の変化が大きい場合は、自系統だけで
サーボ制御演算を行うことによってサーボ制御動作の応
答性を高めることができる。
When the change in the operation output signal is small, the average value of the two is commonly used between the systems, thereby preventing power waste due to antagonism between the systems. When the change of the operation output signal is large, the responsiveness of the servo control operation can be improved by performing the servo control operation only in the own system.

【0044】なお、電流コマンドの急激な切換により、
ドライバ出力が急激に変化して応答性に影響を及ぼす場
合には、対策として、CPU21,31でスムージング
処理を施すことが好ましい。
It should be noted that due to the rapid switching of the current command,
When the driver output changes suddenly and affects the responsiveness, it is preferable that the CPUs 21 and 31 perform a smoothing process as a countermeasure.

【0045】図6は、制御回路20,30の動作の他の
例を示すフローチャートである。以下、制御回路20を
含む第1系統を自系統とし、制御回路30を含む第2系
統を他系統として説明する。
FIG. 6 is a flowchart showing another example of the operation of the control circuits 20 and 30. Hereinafter, the first system including the control circuit 20 will be described as the own system, and the second system including the control circuit 30 will be described as the other system.

【0046】まずステップb1において制御回路20は
上位制御装置41からの外部コマンド信号および変位セ
ンサ11aからのセンサ信号を取り込んで、次にステッ
プb2において外部コマンド信号とセンサ信号との差が
小さくなるようにサーボ制御演算を行ない、さらに自系
統の操作出力信号(電流コマンド信号)S1-1 を算出し
てメモリ33やレジスタ22等に記憶する。このとき制
御回路30においても同様な動作を実行している。
First, in step b1, the control circuit 20 fetches the external command signal from the host controller 41 and the sensor signal from the displacement sensor 11a, and then in step b2, the difference between the external command signal and the sensor signal is reduced. Then, a servo control operation is performed, and an operation output signal (current command signal) S1-1 of the own system is calculated and stored in the memory 33, the register 22, or the like. At this time, the control circuit 30 performs the same operation.

【0047】次にステップb3において、他系統の操作
出力信号(電流コマンド信号)S1-2 がCCDLシリア
ルバス40を経由して入力された場合、ステップb4へ
移行して自系統の操作出力信号S1-1および他系統の操
作出力信号S1-2 の平均値(=(S1-1 + S1-2)/2) を
算出して、新たな操作出力信号S3 とし、さらに信号S
3 から信号S1-1 を引算した差分値Sm をメモリ33や
レジスタ22等に記憶する。一方、ステップb3におい
て他系統の操作出力信号S1-2 が入力されない場合、ス
テップb5へ移行して前回のCPU演算サイクルでの操
作出力信号S3を変化させずにそのまま保持し、さらに
差分値Sm もそのまま保持する。
Next, in step b3, if the operation output signal (current command signal) S1-2 of another system is input via the CCDL serial bus 40, the operation proceeds to step b4 to operate the operation output signal S1 of the own system. -1 and the average value (= (S1-1 + S1-2) / 2) of the operation output signals S1-2 of other systems are calculated as a new operation output signal S3.
The difference value Sm obtained by subtracting the signal S1-1 from 3 is stored in the memory 33, the register 22, or the like. On the other hand, if the operation output signal S1-2 of the other system is not input in step b3, the process proceeds to step b5, where the operation output signal S3 in the previous CPU operation cycle is held unchanged and the difference value Sm is also changed. Hold as it is.

【0048】次にステップb6において、差分値Sm と
自系統の操作出力信号S1-1 との加算値を演算し、ドラ
イバ回路25へ出力する。
Next, in step b6, the sum of the difference value Sm and the operation output signal S1-1 of the own system is calculated and output to the driver circuit 25.

【0049】以下、制御回路20はCPUサーボ制御ル
ープの演算サイクル毎にステップb1〜b6までのルー
チンを繰り返す。制御回路30も同様に、制御回路20
と独立してCPUサーボ制御ループの演算サイクル毎に
ステップb1〜b6までのルーチンを繰り返す。
Thereafter, the control circuit 20 repeats the routine of steps b1 to b6 for each operation cycle of the CPU servo control loop. Similarly, the control circuit 30
Independently, the routine of steps b1 to b6 is repeated for each calculation cycle of the CPU servo control loop.

【0050】図7は、ドライバ回路25,35への操作
出力信号の時間変化を示すグラフである。時刻t1〜t3の
時間間隔がCCDLシリアルバス40の通信サイクルに
対応し、その間に短い周期のCPU演算サイクルが到来
する。
FIG. 7 is a graph showing a time change of the operation output signal to the driver circuits 25 and 35. The time interval between the times t1 and t3 corresponds to the communication cycle of the CCDL serial bus 40, during which a short cycle CPU operation cycle arrives.

【0051】まず時刻t1でCCDLシリアルバス40を
介して他系統の操作出力信号が取り込まれると、ステッ
プb4において自系統および他系統の操作出力信号の平
均値を算出するとともに、平均値と自系統の操作出力信
号S1-1との差分値Sm を操作出力信号S1-1に加算して
いるため、結局、平均値である操作出力信号S3 が電流
コマンドとしてドライバ回路25,35へそれぞれ出力
される。こうして両者の平均値を用いることによって統
間の拮抗に起因した電力浪費を防止できる。
First, when an operation output signal of another system is fetched via the CCDL serial bus 40 at time t1, an average value of the operation output signals of the own system and the other system is calculated in step b4, and the average value and the own system are output. Is added to the operation output signal S1-1, so that the operation output signal S3, which is an average value, is output to the driver circuits 25 and 35 as a current command, respectively. . In this way, by using the average value of both, it is possible to prevent power waste due to antagonism.

【0052】時刻t1から時刻t2まで期間は、他系統の操
作出力信号が取り込まれないため、差分値Sm は一定に
保持され、ステップb6において差分値Sm と自系統の
操作出力信号S1-1 との加算値が電流コマンドとなる。
したがって、自系統の操作出力信号S1-1 の変化分が電
流コマンドに反映されるため、サーボ制御動作の応答性
を高めることができる。
During the period from time t1 to time t2, the operation output signal of the other system is not taken in, so that the difference value Sm is kept constant, and the difference value Sm and the operation output signal S1-1 of the own system are kept at step b6. Is the current command.
Therefore, the change in the operation output signal S1-1 of the own system is reflected in the current command, and the response of the servo control operation can be improved.

【0053】次の時刻t2において、他系統の操作出力信
号が新たに取り込まれると、再び同様な演算を行ない、
自系統および他系統の操作出力信号の平均値が更新さ
れ、平均値と自系統の操作出力信号S1-1との差分値Sm
が新たに設定される。
At the next time t2, when an operation output signal of another system is newly taken in, the same operation is performed again.
The average value of the operation output signals of the own system and the other system is updated, and the difference value Sm between the average value and the operation output signal S1-1 of the own system is updated.
Is newly set.

【0054】時刻t2から時刻t3まで期間は、他系統の操
作出力信号が取り込まれないため、自系統の操作出力信
号S1-1 の変化分だけを電流コマンドに反映させる。
During the period from time t2 to time t3, since the operation output signal of the other system is not taken in, only the change of the operation output signal S1-1 of the own system is reflected in the current command.

【0055】このように通信サイクル毎に両者の平均値
を更新することによって、系統間の拮抗に起因した電力
浪費を防止できる。また、通信サイクルと通信サイクル
との間は自系統の変化分を考慮してサーボ制御演算を行
うことによって、サーボ制御動作の応答性を高めること
ができる。
As described above, by updating the average value of the two for each communication cycle, it is possible to prevent power waste due to antagonism between systems. In addition, the response of the servo control operation can be improved by performing the servo control calculation in consideration of the change of the own system between the communication cycles.

【0056】なお、通信サイクル毎に電流コマンドが急
激に変化して応答性に影響を及ぼす場合には、対策とし
てCPU21,31でスムージング処理を施すことが好
ましい。また、実施例では2重系統の構成例を説明した
が同様にして、多重度によらず本構成を実施することが
可能である。
In the case where the current command changes abruptly in each communication cycle and affects the responsiveness, it is preferable that the CPUs 21 and 31 perform smoothing processing as a countermeasure. In the embodiment, the configuration example of the dual system has been described. However, similarly, the present configuration can be implemented regardless of the multiplicity.

【0057】[0057]

【発明の効果】以上詳説したように本発明によれば、第
1駆動部および第2駆動部が共通のアクチュエータを独
立に駆動する多重系サーボアクチュエータにおいて、第
1駆動部を制御する第1制御系統は第1位置センサから
の第1検出信号を用いて自系統の第1操作信号を生成す
るとともに、他系統の第2操作信号をデータ通信で取り
込んで、新たに第3操作信号を生成し、第1操作信号ま
たは第3操作信号を選択して第1駆動部へ出力してい
る。
As described above in detail, according to the present invention, in a multiplex servo actuator in which a first drive unit and a second drive unit independently drive a common actuator, a first control for controlling the first drive unit. The system generates a first operation signal of its own system using the first detection signal from the first position sensor, and acquires a second operation signal of another system by data communication to newly generate a third operation signal. , The first operation signal or the third operation signal is selected and output to the first drive unit.

【0058】第1操作信号を選択した場合は、自系統単
独でサーボ制御が可能になるため、動作の高速化が図ら
れ、応答性を優先したサーボ制御を実施できる。一方、
第3操作信号を選択した場合は、自系統および他系統の
両方の制御状態を考慮できるため、系統間のばらつきを
解消でき、系統同士の拮抗による電力浪費などを抑制で
きる。第1操作信号と第3操作信号の選択をコマンド信
号の変化率あるいは、第1操作信号の変化率に基づいて
自動的に切換えることにほり、系統同士の拮抗状態を生
じることなく、応答性を向上できる。
When the first operation signal is selected, the servo control can be performed by the own system alone, so that the operation can be speeded up and the servo control with priority on the response can be performed. on the other hand,
When the third operation signal is selected, since the control states of both the own system and the other system can be considered, it is possible to eliminate the variation between the systems and to suppress power waste due to competition between the systems. By automatically switching the selection of the first operation signal and the third operation signal based on the change rate of the command signal or the change rate of the first operation signal, the responsiveness can be improved without causing an antagonistic state between the systems. Can be improved.

【0059】同様に、第2駆動部を制御する第2制御系
統は第2位置センサからの第2検出信号を用いて自系統
の第2操作信号を生成するとともに、他系統の第1操作
信号をデータ通信で取り込んで、新たに第4操作信号を
生成し、第2操作信号または第4操作信号を選択して第
2駆動部へ出力している。
Similarly, the second control system for controlling the second drive section generates the second operation signal of its own system using the second detection signal from the second position sensor and the first operation signal of the other system. Is acquired by data communication, a fourth operation signal is newly generated, and the second operation signal or the fourth operation signal is selected and output to the second drive unit.

【0060】第2操作信号を選択した場合は、自系統単
独でサーボ制御が可能になるため、動作の高速化が図ら
れ、応答性を優先したサーボ制御を実施できる。一方、
第4操作信号を選択した場合は、自系統および他系統の
両方の制御状態を考慮できるため、系統間ばらつきを解
消でき、系統同士の拮抗による電力浪費などを抑制でき
る。第2操作信号と第4操作信号の選択をコマンド信号
の変化率あるいは、第2操作信号の変化率に基づいて自
動的に切換えることにほり、系統同士の拮抗状態を生じ
ることなく、応答性を向上できる。
When the second operation signal is selected, the servo control can be performed by the own system alone, so that the operation can be speeded up and the servo control with priority on the response can be performed. on the other hand,
When the fourth operation signal is selected, control states of both the own system and the other system can be taken into consideration, so that it is possible to eliminate inter-system variation and suppress power waste due to antagonism between the systems. By automatically switching the selection between the second operation signal and the fourth operation signal based on the change rate of the command signal or the change rate of the second operation signal, the responsiveness can be improved without causing an antagonistic state between the systems. Can be improved.

【0061】また本発明によれば、第1駆動部および第
2駆動部が共通のアクチュエータを独立に駆動する多重
系サーボアクチュエータにおいて、第1駆動部を制御す
る第1制御系統は第1位置センサからの第1検出信号を
用いて自系統の第1操作信号を生成するとともに、他系
統の第2操作信号をデータ通信で取り込んで、第1平均
値を演算し、この第1平均値と第1操作信号との第1差
分値を演算し記憶しておいて、さらに次の通信タイミン
グが到来するまでの期間は第1操作信号と第1差分値と
の第1加算値を演算し、第1駆動部へ出力している。
According to the present invention, in a multiplex servo actuator in which the first drive unit and the second drive unit independently drive a common actuator, the first control system for controlling the first drive unit is the first position sensor. The first operation signal of the own system is generated using the first detection signal from the other system, the second operation signal of the other system is captured by data communication, the first average value is calculated, and the first average value and the first average value are calculated. The first difference value between the first operation signal and the first operation signal is calculated and stored, and a first addition value between the first operation signal and the first difference value is calculated until the next communication timing arrives. Output to one drive unit.

【0062】同様に、第2駆動部を制御する第2制御系
統は第2位置センサからの第2検出信号を用いて自系統
の第2操作信号を生成するとともに、他系統の第1操作
信号をデータ通信で取り込んで、第2平均値を演算し、
この第2平均値と第2操作信号との第2差分値を演算し
記憶しておいて、さらに次の通信タイミングが到来する
までの期間は第2操作信号と第2差分値との第2加算値
を演算し、第1駆動部へ出力している。
Similarly, the second control system for controlling the second drive unit generates the second operation signal of the own system using the second detection signal from the second position sensor, and the first operation signal of the other system. Is acquired by data communication, a second average value is calculated,
A second difference value between the second average value and the second operation signal is calculated and stored, and a second difference between the second operation signal and the second difference value is maintained until a next communication timing arrives. The addition value is calculated and output to the first drive unit.

【0063】したがって、自系統はデータ通信の通信周
期毎の他系統の制御状態を考慮して次の通信タイミング
までの制御を実施できるため、系統間のばらつきを解消
でき、系統同士の拮抗による電力浪費などを抑制でき
る。また、通信タイミングと次の通信タイミングの間
は、自系統単独でセンサ出力の変化に追従できるため、
応答性に優れたサーボ制御を実施できる。
Therefore, the own system can execute the control up to the next communication timing in consideration of the control state of the other system in each communication cycle of the data communication, so that the variation between the systems can be eliminated, and the power due to the antagonism between the systems can be eliminated. Waste can be suppressed. Also, between the communication timing and the next communication timing, the own system can follow the change of the sensor output alone,
Servo control with excellent responsiveness can be performed.

【0064】こうして系統間の拮抗に起因した電力浪費
を防止しつつ、サーボアクチュエータ制御の応答性を向
上することができる。
In this way, it is possible to improve the responsiveness of servo actuator control while preventing power waste due to antagonism between systems.

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

【図1】本発明が適用できる多重系サーボアクチュエー
タの一例を示す断面構成図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an example of a multiplex servo actuator to which the present invention can be applied.

【図2】本発明の実施の一形態の電気的構成を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram illustrating an electrical configuration according to an embodiment of the present invention.

【図3】制御回路20,30の動作を示す制御ブロック
図である。
FIG. 3 is a control block diagram showing operations of control circuits 20 and 30.

【図4】制御回路20,30の動作の一例を示すフロー
チャートである。
FIG. 4 is a flowchart illustrating an example of the operation of the control circuits 20 and 30.

【図5】ドライバ回路25,35への操作出力信号の時
間変化を示すグラフである。
FIG. 5 is a graph showing a time change of an operation output signal to the driver circuits 25 and 35;

【図6】制御回路20,30の動作の他の例を示すフロ
ーチャートである。
FIG. 6 is a flowchart showing another example of the operation of the control circuits 20 and 30.

【図7】ドライバ回路25,35への操作出力信号の時
間変化を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing a time change of an operation output signal to the driver circuits 25 and 35;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電動サーボアクチュエータ 4 出力軸 5 ナット 6 ボールネジ 8a,8b 磁石 9a,9b モータコイル 10 モータ 11a,11b 変位センサ 20,30 制御回路 21,31 CPU 26,36 通信I/F回路 27,37 系統間通信I/F回路 38,39,40 シリアルバス 41 上位制御装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Electric servo actuator 4 Output shaft 5 Nut 6 Ball screw 8a, 8b Magnet 9a, 9b Motor coil 10 Motor 11a, 11b Displacement sensor 20, 30 Control circuit 21, 31 CPU 26, 36 Communication I / F circuit 27, 37 Communication between systems I / F circuit 38, 39, 40 Serial bus 41 Host controller

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G05B 9/03 G05B 9/03 Fターム(参考) 5H004 GA02 GA40 GB13 HA07 HB07 JA03 JB08 JB17 KA65 KB02 LB03 MA53 5H209 AA09 AA20 BB08 CC01 DD02 DD03 DD04 DD05 SS01 SS05 SS07 TT08 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (Reference) G05B 9/03 G05B 9/03 F term (Reference) 5H004 GA02 GA40 GB13 HA07 HB07 JA03 JB08 JB17 KA65 KB02 LB03 MA53 5H209 AA09 AA20 BB08 CC01 DD02 DD03 DD04 DD05 SS01 SS05 SS07 TT08

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 アクチュエータを独立に駆動する第1駆
動部および第2駆動部と、 該アクチュエータの出力変位を独立に検出し、第1検出
信号および第2検出信号をそれぞれ出力する第1位置セ
ンサおよび第2位置センサと、 外部指令信号と第1検出信号との差が小さくなるように
サーボ制御演算を行なって、第1操作信号を生成する第
1操作信号生成部と、 外部指令信号と第2検出信号との差が小さくなるように
サーボ制御演算を行なって、第2操作信号を生成する第
2操作信号生成部と、 第1操作信号生成部と第2操作信号生成部との間でデー
タ通信を行うデータ通信部と、 第1操作信号およびデータ通信を経由した第2操作信号
に基づいて第3操作信号を生成する第3操作信号生成部
と、 第2操作信号およびデータ通信を経由した第1操作信号
に基づいて第4操作信号を生成する第4操作信号生成部
と、 第1操作信号および第3操作信号の一方を選択して、第
1駆動部へ出力する第1信号選択部と、 第2操作信号および第4操作信号の一方を選択して、第
2駆動部へ出力する第2信号選択部とを備えることを特
徴とする多重系サーボアクチュエータ制御装置。
1. A first drive unit and a second drive unit that independently drive an actuator, and a first position sensor that independently detects an output displacement of the actuator and outputs a first detection signal and a second detection signal, respectively. And a second position sensor, a first operation signal generation unit that performs a servo control operation so as to reduce a difference between the external command signal and the first detection signal to generate a first operation signal, A second operation signal generation unit that performs a servo control operation to generate a second operation signal so as to reduce the difference between the first operation signal generation unit and the second operation signal generation unit. A data communication unit for performing data communication, a third operation signal generation unit for generating a third operation signal based on the first operation signal and the second operation signal via the data communication, and via the second operation signal and the data communication The first A fourth operation signal generation unit that generates a fourth operation signal based on the one operation signal; a first signal selection unit that selects one of the first operation signal and the third operation signal and outputs the selected signal to the first drive unit And a second signal selection unit for selecting one of the second operation signal and the fourth operation signal and outputting the selected signal to the second drive unit.
【請求項2】 第1信号選択部および第2信号選択部
は、外部指令信号の変化率に応じて操作信号をそれぞれ
選択することを特徴とする請求項1記載の多重系サーボ
アクチュエータ制御装置。
2. The multiplex servo actuator control device according to claim 1, wherein the first signal selector and the second signal selector each select an operation signal according to a change rate of the external command signal.
【請求項3】 第1信号選択部は第1操作信号の変化率
に応じて操作信号を選択し、第2信号選択部は第2操作
信号の変化率に応じて操作信号を選択することを特徴と
する請求項1記載の多重系サーボアクチュエータ制御装
置。
3. The method according to claim 1, wherein the first signal selector selects an operation signal according to a change rate of the first operation signal, and the second signal selector selects an operation signal according to a change rate of the second operation signal. The control system according to claim 1, wherein
【請求項4】 アクチュエータを独立に駆動する第1駆
動部および第2駆動部と、 該アクチュエータの出力変位を独立に検出し、第1検出
信号および第2検出信号をそれぞれ出力する第1位置セ
ンサおよび第2位置センサと、 外部指令信号と第1検出信号との差が小さくなるように
サーボ制御演算を行なって、第1操作信号を生成する第
1操作信号生成部と、 外部指令信号と第2検出信号との差が小さくなるように
サーボ制御演算を行なって、第2操作信号を生成する第
2操作信号生成部と、 第1操作信号生成部と第2操作信号生成部との間で所定
通信周期でデータ通信を行うデータ通信部と、 所定通信周期毎に第1操作信号とデータ通信を経由した
第2操作信号との第1平均値を演算し、第1平均値と第
1操作信号との第1差分値を演算して記憶する第1差分
演算部と、 第1操作信号と第1差分値との第1加算値を演算し、第
1駆動部へ出力する第1加算演算部と、 所定通信周期毎に第2操作信号とデータ通信を経由した
第1操作信号との第2平均値を演算し、第2平均値と第
2操作信号との第2差分値を演算して記憶する第2差分
演算部と、 第2操作信号と第2差分値との第2加算値を演算し、第
2駆動部へ出力する第2加算演算部とを備えることを特
徴とする多重系サーボアクチュエータ制御装置。
4. A first drive unit and a second drive unit that independently drive an actuator, and a first position sensor that independently detects an output displacement of the actuator and outputs a first detection signal and a second detection signal, respectively. And a second position sensor, a first operation signal generation unit that performs a servo control operation so as to reduce a difference between the external command signal and the first detection signal to generate a first operation signal, A second operation signal generation unit that performs a servo control operation to generate a second operation signal so as to reduce the difference between the first operation signal generation unit and the second operation signal generation unit. A data communication unit that performs data communication at a predetermined communication cycle; and calculates a first average value of the first operation signal and the second operation signal via the data communication at each predetermined communication cycle, and calculates the first average value and the first operation value. Calculate first difference value with signal A first difference calculating unit that calculates and stores a first addition value of the first operation signal and the first difference value, and outputs the first addition value to the first driving unit; A second difference calculation unit that calculates a second average value of the operation signal and the first operation signal via the data communication, calculates and stores a second difference value between the second average value and the second operation signal, A multiplex servo actuator control device, comprising: a second addition operation unit that calculates a second addition value between a second operation signal and a second difference value and outputs the second addition value to a second drive unit.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012226458A (en) * 2011-04-18 2012-11-15 Toyota Motor Corp Multimotor control device and movable body

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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