JP2003122402A - サーボ制御装置の制御方法 - Google Patents
サーボ制御装置の制御方法Info
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- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43051—Translate generic motion description into acceleration profiles
Abstract
(57)【要約】
【課題】 上位の制御装置から一定周期ごとに現在時
刻の目標指令値を受け取るとき、遅れなく追従し、かつ
上位の制御装置の指令変更に柔軟に対応できるようにす
る。 【解決手段】上位の制御装置１から一定周期ごとに受け
取る目標指令に制御対象３の出力を追従させるサーボ制
御装置２において、各周期ごとに、前記目標指令の履歴
を用いてＭステップ未来までの予測目標指令を作成し、
前記予測目標指令を用いて予測・予見制御またはフィー
ドバックゲイン切り替え制御によって指令追従制御をす
る。
刻の目標指令値を受け取るとき、遅れなく追従し、かつ
上位の制御装置の指令変更に柔軟に対応できるようにす
る。 【解決手段】上位の制御装置１から一定周期ごとに受け
取る目標指令に制御対象３の出力を追従させるサーボ制
御装置２において、各周期ごとに、前記目標指令の履歴
を用いてＭステップ未来までの予測目標指令を作成し、
前記予測目標指令を用いて予測・予見制御またはフィー
ドバックゲイン切り替え制御によって指令追従制御をす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は上位の制御装置から
一定周期ごとに目標指令を受け取り、制御対象の出力を
その目標指令に追従させるサーボ制御装置の制御方法に
関するものであり、特に目標指令に速応させることがで
きる制御方法に関する。
一定周期ごとに目標指令を受け取り、制御対象の出力を
その目標指令に追従させるサーボ制御装置の制御方法に
関するものであり、特に目標指令に速応させることがで
きる制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】目標指令に制御対象の出力を追従させる
サーボ制御方法として、未来の目標指令値を用いる予測
・予見制御が有効であることが知られており、例えば、
特開平７−２８５０８では、未来の目標指令増分値、過
去の制御入力増分値、制御対象の出力増分値、制御対象
の偏差、およびあらかじめ定めた予見制御パラメータを
用いて予見制御を行っている。しかし、上位の制御装置
から一定周期ごとに現在時刻の目標指令値を受け取って
予測・予見制御するときは、現在時刻の目標指令値をＭ
ステップ先の目標指令値であると考えて動作するため、
図６に示すように動作がＭサンプリング分遅れてしまう
という問題があった。そこで、その問題を解決する技術
が開発され特開平８−１２３５３７に開示されている。
それによると、移動を開始するサンプリング時刻に現在
時刻からＭステップ先までの目標指令値を発生し、次の
サンプリング時刻以降は現在時刻からＭステップ先の目
標指令値のみを発生する指令発生器を用いるのが特徴と
なっており、これによって現在時刻からＭステップ先ま
での目標指令値を利用できるようにし、図７に示すよう
にＭサンプリング分の遅れを解消している。
サーボ制御方法として、未来の目標指令値を用いる予測
・予見制御が有効であることが知られており、例えば、
特開平７−２８５０８では、未来の目標指令増分値、過
去の制御入力増分値、制御対象の出力増分値、制御対象
の偏差、およびあらかじめ定めた予見制御パラメータを
用いて予見制御を行っている。しかし、上位の制御装置
から一定周期ごとに現在時刻の目標指令値を受け取って
予測・予見制御するときは、現在時刻の目標指令値をＭ
ステップ先の目標指令値であると考えて動作するため、
図６に示すように動作がＭサンプリング分遅れてしまう
という問題があった。そこで、その問題を解決する技術
が開発され特開平８−１２３５３７に開示されている。
それによると、移動を開始するサンプリング時刻に現在
時刻からＭステップ先までの目標指令値を発生し、次の
サンプリング時刻以降は現在時刻からＭステップ先の目
標指令値のみを発生する指令発生器を用いるのが特徴と
なっており、これによって現在時刻からＭステップ先ま
での目標指令値を利用できるようにし、図７に示すよう
にＭサンプリング分の遅れを解消している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−１２３５３７に開示された制御方法では、指令発生
器が実際の時刻に対してＭステップ先の目標指令値を出
力するため、動作が既知である必要がある。したがって
指令の変更に対しては柔軟性に欠けるという問題があっ
た。そこで本発明では、上位の制御装置から一定周期ご
とに現在時刻の目標指令値を受け取る構成であっても、
Ｍサンプリング分の遅れなく追従し、かつ上位の制御装
置の指令変更に柔軟に対応できるようにすることを目的
とする。
８−１２３５３７に開示された制御方法では、指令発生
器が実際の時刻に対してＭステップ先の目標指令値を出
力するため、動作が既知である必要がある。したがって
指令の変更に対しては柔軟性に欠けるという問題があっ
た。そこで本発明では、上位の制御装置から一定周期ご
とに現在時刻の目標指令値を受け取る構成であっても、
Ｍサンプリング分の遅れなく追従し、かつ上位の制御装
置の指令変更に柔軟に対応できるようにすることを目的
とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明のサーボ制御装置
の制御方法は、上位の制御装置から一定周期ごとに受け
取る目標指令に制御対象の出力を追従させるサーボ制御
装置において、各周期ごとに、前記目標指令の履歴を用
いてＭステップ未来までの予測目標指令を作成し、前記
予測目標指令を用いて予測・予見制御またはフィードバ
ックゲイン切り替え制御によって指令追従制御をするこ
とを特徴とするものである。また本発明は、Ｍステップ
未来までの予測目標指令を作成するときは、前記目標指
令の微分値がＭステップ未来まで一定であるという条件
に基づいて予測目標指令微分値を求め、前記予測目標指
令微分値を積算してＭステップ未来までの予測目標指令
を作成することを特徴としている。また本発明は、Ｍス
テップ未来までの予測目標指令を作成するときは、前記
目標指令の２階微分値がＭステップ先まで一定である条
件に基づいて予測目標指令２階微分値を求め、前記予測
目標指令２階微分値を積算して予測目標指令微分値を計
算し、前記予測目標指令微分値が所定の上限値を越える
場合は前記予測目標指令微分値を前記上限値に変更し、
前記予測目標指令微分値が所定の下限値を下回る場合は
前記予測目標指令微分値を前記下限値に変更し、前記予
測目標指令微分値の符号が前記目標指令の差分値と異な
るときは前記予測目標指令微分値を０に変更し、前記予
測目標指令微分値を積算して前記予測目標指令を作成す
ることを特徴としている。
の制御方法は、上位の制御装置から一定周期ごとに受け
取る目標指令に制御対象の出力を追従させるサーボ制御
装置において、各周期ごとに、前記目標指令の履歴を用
いてＭステップ未来までの予測目標指令を作成し、前記
予測目標指令を用いて予測・予見制御またはフィードバ
ックゲイン切り替え制御によって指令追従制御をするこ
とを特徴とするものである。また本発明は、Ｍステップ
未来までの予測目標指令を作成するときは、前記目標指
令の微分値がＭステップ未来まで一定であるという条件
に基づいて予測目標指令微分値を求め、前記予測目標指
令微分値を積算してＭステップ未来までの予測目標指令
を作成することを特徴としている。また本発明は、Ｍス
テップ未来までの予測目標指令を作成するときは、前記
目標指令の２階微分値がＭステップ先まで一定である条
件に基づいて予測目標指令２階微分値を求め、前記予測
目標指令２階微分値を積算して予測目標指令微分値を計
算し、前記予測目標指令微分値が所定の上限値を越える
場合は前記予測目標指令微分値を前記上限値に変更し、
前記予測目標指令微分値が所定の下限値を下回る場合は
前記予測目標指令微分値を前記下限値に変更し、前記予
測目標指令微分値の符号が前記目標指令の差分値と異な
るときは前記予測目標指令微分値を０に変更し、前記予
測目標指令微分値を積算して前記予測目標指令を作成す
ることを特徴としている。
【０００５】
【発明の実施の形態】まず始めに、本発明の方法を実施
するサーボ制御システムについて、図４のブロック図を
用いて説明する。図において、１は目標指令を出力する
上位の制御装置であり、２は制御対象３の出力が上位の
制御装置１から受取った目標指令に追従するように制御
するサーボ制御装置である。サーボ制御装置２は、サン
プラ２１と、バッファ２２、予測目標指令作成部２３、
指令追従制御部２４から構成されている。指令追従制御
部２４と制御対象３が位置制御系をなしているときは、
指令追従制御部２４は位置制御器とパワーアンプ等のド
ライバを備えており、制御対象３の出力は、制御対象３
内に設けられた位置検出器が出力する位置情報である。
指令追従制御部２４と制御対象３が速度制御系をなすと
きは、指令追従制御部２４は速度制御器とパワーアンプ
等のドライバを備えており、制御対象３の出力は、制御
対象３内に設けられた速度検出器が出力する速度情報で
ある。制御対象３は、例えばモータと、ボールネジと、
テーブルと、位置検出器または速度検出器で構成されて
おり、操作量はモータに供給する電流である。このよう
な構成において、目標指令が一定周期でサンプラ２１に
よって取込まれると、バッファ２２にバッファリングさ
れる。バッファリングされた目標指令は、逐次、予測目
標指令作成演算部２３に取り込まれ、本発明の方法に従
って予測目標指令を演算して出力する。演算された予測
目標指令が指令追従制御部２４に取り込まれると、制御
対象３の出力と比較して追従制御し、操作量を制御対象
３に出力して駆動する。次に、本発明の方法を図１のフ
ローチャートの処理手順に沿って順を追って説明する。 （Ｓ１１）サンプラ２１が機能してサンプル周期ごとに
上位の制御装置１から目標指令を取得し、バッファ２２
にバッファリングする。 （Ｓ１２）取得した目標指令の履歴を用いて予測目標指
令作成演算部２３がＭステップ分の予測目標指令を作成
する。 （Ｓ１３）予測目標指令作成演算部２３は、その予測目
標指令用い、予測・予見制御をして追従制御をする。予
測・予見制御の代わりに、作成された予測目標指令によ
って未来の目標指令の状態（加速中、減速中、停止中な
ど）を判断し、フィードバックゲインを切り替えるフィ
ードバックゲイン切り替え制御をして追従制御をしても
よい。その後、（Ｓ１１）に戻って上記の手順を繰り返
す。図２は、図１の手順の一部（Ｓ１２）を詳しくした
ものであり、この図に沿って順を追って説明する。 （Ｓ２１）サンプラ２１が機能してサンプル周期ごとに
上位の制御装置１から目標指令値ｒを取得し、バッファ
２２にバッファリングする。以下でｒ0は今回サンプル
の目標指令値、ｒ-iはｉサンプル前の目標指令値とす
る。 （Ｓ２２）目標指令値ｒの差分により目標指令微分値ｖ
を次式を用いて算出する。 ｖ＝ｒ0−ｒ-1 （Ｓ２３）カウンタｉを１に初期化し、予測目標指令値
の初期値ｒ'0を現在の目標指令値ｒとする。 （Ｓ２４）予測目標指令値ｒ'iを次式を用いて算出す
る。 ｒ'i＝ｒ'i-1＋ｖ （Ｓ２５）ｉがＭを越えたかどうかを判断し、越えてい
れば（Ｓ２７）に進み、そうでなければ（Ｓ２６）に進
む。 （Ｓ２６）ｉを１だけカウントアップする。 （Ｓ２４）〜（Ｓ２６）の手順でＭステップ分繰り返す
ことによりｒ'0〜ｒ'mを算出する。 （Ｓ２７）ｒ'0〜ｒ'mを用い、予測・予見制御またはフ
ィードバックゲイン切り替え制御によって指令追従制御
し、（Ｓ２１）に戻って上記の手順を繰り返す。なお、
上記の手順中、上位の制御装置から目標指令の差分値を
受け取る場合は、受け取った値の差分値をｖとし、その
積算をｒとする。次に、以上の処理手順で計算した予測
目標指令について説明する。図８は目標指令速度が台形
速度の形となる目標位置指令が指令された場合の予測目
標指令である。目標指令位置と目標指令速度が細線で示
すように変化するとき、黒丸で示す数箇所について、予
測した予測目標指令値の位置と速度を太線で示してい
る。この図からわかるように、上記のアルゴリズムによ
って目標指令を近似する予測目標指令が簡便な計算で得
ることができる。図３は、図２の手順の一部（Ｓ２０）
を改良したものであり、この図に沿って順を追って説明
する。 （Ｓ３１）サンプラ２１が機能してサンプル周期ごとに
上位の制御装置１から目標指令ｒを取得し、バッファ２
２にバッファリングする。以下でｒ0は今回サンプルの
目標指令値、ｒ-iはｉサンプル前の目標指令値とする。 （Ｓ３２）目標指令値ｒの差分により次式を用いて目標
指令微分値ｖ0を算出する。 ｖ0＝ｒ0−ｒ-1 （Ｓ３３）カウンタｉを１に初期化し、予測目標指令値
の初期値ｒ'0を現在の目標指令値ｒとする。さらに、予
測目標指令微分値の初期値ｖ'0をｖ0とし、予測目標指
令２階微分値ａ'を次式を用いて算出する。 ａ＝ｒ0−２ｒ-1＋ｒ-2 （Ｓ３４）仮の予測目標指令微分値ｖ'itmpを次式によ
り算出する。 ｖ'itmp＝ｖ'i-1＋ａ' （Ｓ３５）ｖ'itmpが予測目標指令微分値最大値ＶＭＡ
Ｘより大かどうかを判断し、大であれば（Ｓ３７）へ進
み、そうでなければ（Ｓ３６）へ進む。 （Ｓ３６）ｖ'itmpが予測目標指令微分値最小値ＶＭＩ
Ｎより小かどうかを判断し、小であれば（Ｓ３９）へ進
み、そうでなければ（Ｓ３８）へ進む。 （Ｓ３８）ｖ'itmpとｖ0の積が０より小かどうかを判断
し、小であれば（Ｓ４１）へ進み、そうでなければ（Ｓ
４０）へ進む。 （Ｓ３７）ｖ'i＝ＶＭＡＸとして（Ｓ４２）へ進む。 （Ｓ３９）ｖ'i＝ＶＭＩＮとして（Ｓ４２）へ進む。 （Ｓ４１）ｖ'i＝０として（Ｓ４２）へ進む。 （Ｓ４０）ｖ'i＝ｖ'itmpとして（Ｓ４２）へ進む。 （Ｓ４２）予測目標指令値ｒ'iを次式で算出する。 ｒ'i＝ｒ'i-1＋ｖ'i （Ｓ４３）ｉがＭより大きいかどうかを判断し、大きけ
れば（Ｓ４５）へ進み、そうでなければ（Ｓ４４）へ進
む。 （Ｓ４４）ｉを１だけカウントアップして（Ｓ３４）へ
戻る。 （Ｓ３４）〜（Ｓ４４）の手順で予測目標指令値算出ス
テップをＭステップ分繰り返すことによりｒ'0〜ｒ'mを
算出する。 （Ｓ４５）ｒ'0〜ｒ'mを用い、予測・予見制御またはフ
ィードバックゲイン切り替え制御によって指令追従制御
し、（Ｓ３１）に戻って、上記の手順を繰り返す。な
お、上位の制御装置１から位置指令の差分値を受け取る
場合は、受け取った差分値をｖ0とし、その積算をｒと
すればよい。次に、以上の処理手順で計算した予測目標
指令について説明する。図９は目標指令速度が台形速度
の形となる目標位置指令が指令された場合の予測目標指
令である。目標指令位置と目標指令速度が細線で示よう
に変化するとき、黒丸で示す数箇所について、予測した
予測目標指令値の位置と速度を太線で示している。この
図からわかるように、加速と減速の開始直後を除き一定
加減速の目標指令が正確に予測することができる。
するサーボ制御システムについて、図４のブロック図を
用いて説明する。図において、１は目標指令を出力する
上位の制御装置であり、２は制御対象３の出力が上位の
制御装置１から受取った目標指令に追従するように制御
するサーボ制御装置である。サーボ制御装置２は、サン
プラ２１と、バッファ２２、予測目標指令作成部２３、
指令追従制御部２４から構成されている。指令追従制御
部２４と制御対象３が位置制御系をなしているときは、
指令追従制御部２４は位置制御器とパワーアンプ等のド
ライバを備えており、制御対象３の出力は、制御対象３
内に設けられた位置検出器が出力する位置情報である。
指令追従制御部２４と制御対象３が速度制御系をなすと
きは、指令追従制御部２４は速度制御器とパワーアンプ
等のドライバを備えており、制御対象３の出力は、制御
対象３内に設けられた速度検出器が出力する速度情報で
ある。制御対象３は、例えばモータと、ボールネジと、
テーブルと、位置検出器または速度検出器で構成されて
おり、操作量はモータに供給する電流である。このよう
な構成において、目標指令が一定周期でサンプラ２１に
よって取込まれると、バッファ２２にバッファリングさ
れる。バッファリングされた目標指令は、逐次、予測目
標指令作成演算部２３に取り込まれ、本発明の方法に従
って予測目標指令を演算して出力する。演算された予測
目標指令が指令追従制御部２４に取り込まれると、制御
対象３の出力と比較して追従制御し、操作量を制御対象
３に出力して駆動する。次に、本発明の方法を図１のフ
ローチャートの処理手順に沿って順を追って説明する。 （Ｓ１１）サンプラ２１が機能してサンプル周期ごとに
上位の制御装置１から目標指令を取得し、バッファ２２
にバッファリングする。 （Ｓ１２）取得した目標指令の履歴を用いて予測目標指
令作成演算部２３がＭステップ分の予測目標指令を作成
する。 （Ｓ１３）予測目標指令作成演算部２３は、その予測目
標指令用い、予測・予見制御をして追従制御をする。予
測・予見制御の代わりに、作成された予測目標指令によ
って未来の目標指令の状態（加速中、減速中、停止中な
ど）を判断し、フィードバックゲインを切り替えるフィ
ードバックゲイン切り替え制御をして追従制御をしても
よい。その後、（Ｓ１１）に戻って上記の手順を繰り返
す。図２は、図１の手順の一部（Ｓ１２）を詳しくした
ものであり、この図に沿って順を追って説明する。 （Ｓ２１）サンプラ２１が機能してサンプル周期ごとに
上位の制御装置１から目標指令値ｒを取得し、バッファ
２２にバッファリングする。以下でｒ0は今回サンプル
の目標指令値、ｒ-iはｉサンプル前の目標指令値とす
る。 （Ｓ２２）目標指令値ｒの差分により目標指令微分値ｖ
を次式を用いて算出する。 ｖ＝ｒ0−ｒ-1 （Ｓ２３）カウンタｉを１に初期化し、予測目標指令値
の初期値ｒ'0を現在の目標指令値ｒとする。 （Ｓ２４）予測目標指令値ｒ'iを次式を用いて算出す
る。 ｒ'i＝ｒ'i-1＋ｖ （Ｓ２５）ｉがＭを越えたかどうかを判断し、越えてい
れば（Ｓ２７）に進み、そうでなければ（Ｓ２６）に進
む。 （Ｓ２６）ｉを１だけカウントアップする。 （Ｓ２４）〜（Ｓ２６）の手順でＭステップ分繰り返す
ことによりｒ'0〜ｒ'mを算出する。 （Ｓ２７）ｒ'0〜ｒ'mを用い、予測・予見制御またはフ
ィードバックゲイン切り替え制御によって指令追従制御
し、（Ｓ２１）に戻って上記の手順を繰り返す。なお、
上記の手順中、上位の制御装置から目標指令の差分値を
受け取る場合は、受け取った値の差分値をｖとし、その
積算をｒとする。次に、以上の処理手順で計算した予測
目標指令について説明する。図８は目標指令速度が台形
速度の形となる目標位置指令が指令された場合の予測目
標指令である。目標指令位置と目標指令速度が細線で示
すように変化するとき、黒丸で示す数箇所について、予
測した予測目標指令値の位置と速度を太線で示してい
る。この図からわかるように、上記のアルゴリズムによ
って目標指令を近似する予測目標指令が簡便な計算で得
ることができる。図３は、図２の手順の一部（Ｓ２０）
を改良したものであり、この図に沿って順を追って説明
する。 （Ｓ３１）サンプラ２１が機能してサンプル周期ごとに
上位の制御装置１から目標指令ｒを取得し、バッファ２
２にバッファリングする。以下でｒ0は今回サンプルの
目標指令値、ｒ-iはｉサンプル前の目標指令値とする。 （Ｓ３２）目標指令値ｒの差分により次式を用いて目標
指令微分値ｖ0を算出する。 ｖ0＝ｒ0−ｒ-1 （Ｓ３３）カウンタｉを１に初期化し、予測目標指令値
の初期値ｒ'0を現在の目標指令値ｒとする。さらに、予
測目標指令微分値の初期値ｖ'0をｖ0とし、予測目標指
令２階微分値ａ'を次式を用いて算出する。 ａ＝ｒ0−２ｒ-1＋ｒ-2 （Ｓ３４）仮の予測目標指令微分値ｖ'itmpを次式によ
り算出する。 ｖ'itmp＝ｖ'i-1＋ａ' （Ｓ３５）ｖ'itmpが予測目標指令微分値最大値ＶＭＡ
Ｘより大かどうかを判断し、大であれば（Ｓ３７）へ進
み、そうでなければ（Ｓ３６）へ進む。 （Ｓ３６）ｖ'itmpが予測目標指令微分値最小値ＶＭＩ
Ｎより小かどうかを判断し、小であれば（Ｓ３９）へ進
み、そうでなければ（Ｓ３８）へ進む。 （Ｓ３８）ｖ'itmpとｖ0の積が０より小かどうかを判断
し、小であれば（Ｓ４１）へ進み、そうでなければ（Ｓ
４０）へ進む。 （Ｓ３７）ｖ'i＝ＶＭＡＸとして（Ｓ４２）へ進む。 （Ｓ３９）ｖ'i＝ＶＭＩＮとして（Ｓ４２）へ進む。 （Ｓ４１）ｖ'i＝０として（Ｓ４２）へ進む。 （Ｓ４０）ｖ'i＝ｖ'itmpとして（Ｓ４２）へ進む。 （Ｓ４２）予測目標指令値ｒ'iを次式で算出する。 ｒ'i＝ｒ'i-1＋ｖ'i （Ｓ４３）ｉがＭより大きいかどうかを判断し、大きけ
れば（Ｓ４５）へ進み、そうでなければ（Ｓ４４）へ進
む。 （Ｓ４４）ｉを１だけカウントアップして（Ｓ３４）へ
戻る。 （Ｓ３４）〜（Ｓ４４）の手順で予測目標指令値算出ス
テップをＭステップ分繰り返すことによりｒ'0〜ｒ'mを
算出する。 （Ｓ４５）ｒ'0〜ｒ'mを用い、予測・予見制御またはフ
ィードバックゲイン切り替え制御によって指令追従制御
し、（Ｓ３１）に戻って、上記の手順を繰り返す。な
お、上位の制御装置１から位置指令の差分値を受け取る
場合は、受け取った差分値をｖ0とし、その積算をｒと
すればよい。次に、以上の処理手順で計算した予測目標
指令について説明する。図９は目標指令速度が台形速度
の形となる目標位置指令が指令された場合の予測目標指
令である。目標指令位置と目標指令速度が細線で示よう
に変化するとき、黒丸で示す数箇所について、予測した
予測目標指令値の位置と速度を太線で示している。この
図からわかるように、加速と減速の開始直後を除き一定
加減速の目標指令が正確に予測することができる。
【０００６】
【発明の効果】以上述べたように、請求項１記載の制御
方法によれば、目標指令値の履歴によってＭステップ未
来までの予測目標指令を作成しているので、上位の制御
装置から一定周期ごとに、逐次、現在の指令を受け取る
場合であっても、上位の制御装置の目標指令値に対して
遅れることなく、かつ未来の目標指令値を利用した予測
・予見制御またはフィードバックゲイン切り替え制御を
行なうことができるという効果がある。請求項２記載の
制御方法によれば、目標指令の微分値とサンプル時間の
積を積算してＭステップ先までの予測目標指令値を算出
するので、少ない計算量で予測目標指令値を求めること
ができ、さらに予測目標指令値を用いた予測・予見制御
またはゲイン切り替え制御を行なうことができるという
効果がある。請求項３記載の制御方法によれば、目標指
令の２階微分値とサンプル時間の積を積算して予測目標
指令の微分値を求め、予測目標指令の微分値とサンプル
時間の積を積算してＭステップ先までの予測目標指令値
を求めるので、一定加減速の目標指令を精度良く予測す
ることができ、さらに予測目標指令値を用いた予測・予
見制御またはゲイン切り替え制御を行なうことができる
という効果がある。ここで、予測目標指令値の微分値の
符号が変わらない条件と予測目標指令値の微分値が上限
下限値を持つ条件とによって、目標指令値の微分が台形
に動くときには、一定速変化時と停止時を正確に予測す
る予測目標指令値を得ることができるという効果があ
る。
方法によれば、目標指令値の履歴によってＭステップ未
来までの予測目標指令を作成しているので、上位の制御
装置から一定周期ごとに、逐次、現在の指令を受け取る
場合であっても、上位の制御装置の目標指令値に対して
遅れることなく、かつ未来の目標指令値を利用した予測
・予見制御またはフィードバックゲイン切り替え制御を
行なうことができるという効果がある。請求項２記載の
制御方法によれば、目標指令の微分値とサンプル時間の
積を積算してＭステップ先までの予測目標指令値を算出
するので、少ない計算量で予測目標指令値を求めること
ができ、さらに予測目標指令値を用いた予測・予見制御
またはゲイン切り替え制御を行なうことができるという
効果がある。請求項３記載の制御方法によれば、目標指
令の２階微分値とサンプル時間の積を積算して予測目標
指令の微分値を求め、予測目標指令の微分値とサンプル
時間の積を積算してＭステップ先までの予測目標指令値
を求めるので、一定加減速の目標指令を精度良く予測す
ることができ、さらに予測目標指令値を用いた予測・予
見制御またはゲイン切り替え制御を行なうことができる
という効果がある。ここで、予測目標指令値の微分値の
符号が変わらない条件と予測目標指令値の微分値が上限
下限値を持つ条件とによって、目標指令値の微分が台形
に動くときには、一定速変化時と停止時を正確に予測す
る予測目標指令値を得ることができるという効果があ
る。
【図１】本発明の制御方法の処理手順を示すフローチャ
ート
ート
【図２】第２の制御方法の処理手順を示すフローチャー
ト
ト
【図３】第３の制御方法の処理手順を示すフローチャー
ト
ト
【図４】本発明の方法を適用するサーボ制御システムの
ブロック図
ブロック図
【図５】本発明の方法による応答の状況を示す図
【図６】従来例１の方法による応答の状況を示す図
【図７】従来例２の方法による応答の状況を示す図
【図８】第２の方法による予測目標指令の例
【図９】第３の方法による予測目標指令の例
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 萩原 淳
福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号
株式会社安川電機内
Ｆターム(参考） 5H004 GA05 HA07 HB07 JA04 JA11
JA29 KA32 KB16 KC25 KC27
Claims (3)
- 【請求項１】上位の制御装置から一定周期ごとに受け取
る目標指令に制御対象の出力を追従させるサーボ制御装
置において、 各周期ごとに、前記目標指令の履歴を用いてＭステップ
未来までの予測目標指令を作成し、 前記予測目標指令を用いて予測・予見制御またはフィー
ドバックゲイン切り替え制御によって指令追従制御をす
ることを特徴とするサーボ制御装置の制御方法。 - 【請求項２】Ｍステップ未来までの予測目標指令を作成
するときは、前記目標指令の微分値がＭステップ未来ま
で一定であるという条件に基づいて予測目標指令微分値
を求め、 前記予測目標指令微分値を積算してＭステップ未来まで
の予測目標指令を作成することを特徴とする請求項１記
載のサーボ制御装置の制御方法。 - 【請求項３】Ｍステップ未来までの予測目標指令を作成
するときは、前記目標指令の２階微分値がＭステップ先
まで一定である条件に基づいて予測目標指令２階微分値
を求め、 前記予測目標指令２階微分値を積算して予測目標指令微
分値を計算し、 前記予測目標指令微分値が所定の上限値を越える場合は
前記予測目標指令微分値を前記上限値に変更し、 前記予測目標指令微分値が所定の下限値を下回る場合は
前記予測目標指令微分値を前記下限値に変更し、 前記予測目標指令微分値の符号が前記目標指令の差分値
と異なるときは前記予測目標指令微分値を０に変更し、 前記予測目標指令微分値を積算して前記予測目標指令を
作成することを特徴とする請求項１記載のサーボ制御装
置の制御方法。
Priority Applications (7)
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|---|---|---|---|
| JP2001311790A JP2003122402A (ja) | 2001-10-09 | 2001-10-09 | サーボ制御装置の制御方法 |
| PCT/JP2002/006025 WO2003034160A1 (fr) | 2001-10-09 | 2002-06-17 | Procede de commande d'un appareil de servocommande |
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| EP02736138A EP1441267B1 (en) | 2001-10-09 | 2002-06-17 | Control method for a servo control apparatus |
| DE60223165T DE60223165T2 (de) | 2001-10-09 | 2002-06-17 | Steuerverfahren für eine servosteuervorrichtung |
| US10/491,983 US20050004686A1 (en) | 2001-10-09 | 2002-06-17 | Servo control apparatus control method |
| TW091114062A TWI283803B (en) | 2001-10-09 | 2002-06-26 | Servo control apparatus control method |
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|---|---|
| JP2003122402A true JP2003122402A (ja) | 2003-04-25 |
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ID=19130552
Family Applications (1)
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| JP (1) | JP2003122402A (ja) |
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| TW (1) | TWI283803B (ja) |
| WO (1) | WO2003034160A1 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104937506A (zh) * | 2013-01-17 | 2015-09-23 | 丰田自动车株式会社 | 设备控制装置 |
| JP2018097722A (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 三菱重工業株式会社 | 制御装置、制御方法、プログラム |
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|---|---|---|---|---|
| EP1113497A3 (en) * | 1999-12-29 | 2006-01-25 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor package with conductor impedance selected during assembly |
| IL235022A0 (en) * | 2014-10-06 | 2015-02-01 | Vladimir Kogan | Servo amplifier for high performance motion control motors |
| CN115563910B (zh) * | 2022-11-24 | 2023-02-03 | 英诺达(成都)电子科技有限公司 | Upf命令的执行方法、装置、设备及存储介质 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4663703A (en) * | 1985-10-02 | 1987-05-05 | Westinghouse Electric Corp. | Predictive model reference adaptive controller |
| EP0419705A1 (de) * | 1989-09-27 | 1991-04-03 | Siemens Aktiengesellschaft | Verfahren zur Ruckbegrenzung von numerischen Antriebssystemen |
| JP3278931B2 (ja) * | 1992-10-22 | 2002-04-30 | 株式会社日立製作所 | タービン制御装置 |
| DE4303090B4 (de) * | 1993-02-04 | 2006-11-23 | Robert Bosch Gmbh | Verfahren zur Erzeugung von Führungsgrößen für Lageregelkreise in numerisch gesteuerten Maschinen |
| JP3175877B2 (ja) * | 1993-07-14 | 2001-06-11 | 株式会社安川電機 | 予見制御装置 |
| JPH08123537A (ja) * | 1994-10-21 | 1996-05-17 | Yaskawa Electric Corp | 予見制御装置 |
| JPH10225142A (ja) * | 1997-02-06 | 1998-08-21 | Fuji Electric Co Ltd | インバータのデッドタイム補償回路 |
| EP1226476B1 (de) * | 1999-09-08 | 2004-04-07 | Dr. Johannes Heidenhain GmbH | Verfahren und schaltungsanordnung zur erzeugung von lagesollwerten für einen lageregelkreis einer numerisch bahngesteuerten maschine |
-
2001
- 2001-10-09 JP JP2001311790A patent/JP2003122402A/ja active Pending
-
2002
- 2002-06-17 DE DE60223165T patent/DE60223165T2/de not_active Expired - Fee Related
- 2002-06-17 KR KR1020047005099A patent/KR100740403B1/ko not_active IP Right Cessation
- 2002-06-17 WO PCT/JP2002/006025 patent/WO2003034160A1/ja active IP Right Grant
- 2002-06-17 EP EP02736138A patent/EP1441267B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2002-06-17 US US10/491,983 patent/US20050004686A1/en not_active Abandoned
- 2002-06-26 TW TW091114062A patent/TWI283803B/zh not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN104937506A (zh) * | 2013-01-17 | 2015-09-23 | 丰田自动车株式会社 | 设备控制装置 |
| JP2018097722A (ja) * | 2016-12-15 | 2018-06-21 | 三菱重工業株式会社 | 制御装置、制御方法、プログラム |
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| Publication number | Publication date |
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| DE60223165D1 (de) | 2007-12-06 |
| KR20040108642A (ko) | 2004-12-24 |
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| EP1441267A4 (en) | 2006-02-01 |
| DE60223165T2 (de) | 2008-02-21 |
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