JP2003131705A - Servo control method - Google Patents

Servo control method

Info

Publication number
JP2003131705A
JP2003131705A JP2001327857A JP2001327857A JP2003131705A JP 2003131705 A JP2003131705 A JP 2003131705A JP 2001327857 A JP2001327857 A JP 2001327857A JP 2001327857 A JP2001327857 A JP 2001327857A JP 2003131705 A JP2003131705 A JP 2003131705A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
control unit
observer
processing unit
estimated value
feedforward
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2001327857A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3871030B2 (en
Inventor
Atsushi Hagiwara
萩原  淳
Ryuichi Oguro
龍一 小黒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP2001327857A priority Critical patent/JP3871030B2/en
Publication of JP2003131705A publication Critical patent/JP2003131705A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3871030B2 publication Critical patent/JP3871030B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the large problem of being unable to shift to the next work until a residual vibration is suppressed when the residual vibration occurs at the time of positioning. SOLUTION: This two degree of freedom control method in which a feed- forward control unit 2 has a model of mechanism, and in which a controller is constituted so that the model performs a desired operation, and at least one state quantity of the feed-forward control unit 2 is made as an instruction to a feedback control unit 1. The feedback control unit 1 has an observer processing part 13, the feed-forward control unit 2 also has an observer processing part 27, the deviation between an estimated value of the observer processing part 27 of the feed-forward control part 2 and an estimated value of the observer processing part 13 of the feedback control part 1 is calculated, the deviation is multiplied by the gain 14, and the result is added to the state quantity of the feedback control unit 1.

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】この発明は、工作機やロボッ
トアームなどの2自由度制御方法に関し、特にモデル化
誤差がある場合の振動抑制や、オブザーバによる速度推
定値フィードバック時の振動抑制を行うサーボ制御方法
に関するものである。また、オブザーバの推定値を使用
して、故障診断や異常検出を行い、繰り返し学習制御を
行うとともに、実機モデルの同定を行うサーボ制御方法
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a two-degree-of-freedom control method for machine tools, robot arms, and the like, and particularly to a servo for suppressing vibration when there is a modeling error and for suppressing vibration during feedback of a speed estimated value by an observer. It relates to a control method. The present invention also relates to a servo control method for performing failure diagnosis and abnormality detection using the estimated value of the observer, performing repetitive learning control, and identifying the actual machine model.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来のサーボ制御方法において、指令応
答の改善のために、指令応答を司るフィードフォワード
制御器と外乱応答を司るフィードバック制御器を独立に
設計できる2自由度制御が用いられていた。その中で特
開平8−168280公報では、「電動機の速度制御装
置並びに速度及び位置制御装置」として以下のような方
法が記載されている。以下、簡単に図面を用いて説明す
る。特開平8−168280では、先ず、従来例とし
て、図10に示す構成を挙げている。図10において1
がフィードバック(以下FBと記述)制御部であり、2
がフィードフォワード(以下FFと記述)制御部であ
る。図に示される記号の意味を以下に示す。 Kp:フィードバック制御部の位置ループ比例ゲイン Kv:フィードバック制御部の速度ループ比例ゲイン Ki:フィードバック制御部の速度ループ積分ゲイン Kp2:フィードフォワード制御部の位置ループ比例ゲイ
ン Kv2:フィードフォワード制御部の速度ループ比例ゲイ
ン Jm2:フィードフォワード制御部のモデルのモータイナ
ーシャ S:ラプラス演算子 θref:位置指令値 θ:モータ位置 v:モータ速度 u:モータ操作量 θff:フィードフォワードモデルモータ位置 vff:フィードフォワードモデルモータ速度 uff:フィードフォワードモデルモータ操作量 ここで、3はモータ操作量どおりにモータを動作させる
為の指令を作成するトルク制御回路であり、4はモー
タ、5は制御対象を表わすものとする。6はモータの位
置と速度を検出する位置速度検出器である。この方法に
よれば指令応答と外乱応答を独立に設計できるという効
果がある。しかしながら、この構成では、制御対象が剛
体の時には問題ないが、XYテーブルやロボットアーム
に使われるボールネジや減速器などのトルク伝達機構の
剛性が低い場合、目標値応答を上げる為にフィードフォ
ワード制御ゲインを上げたりすると、応答が振動的にな
ってしまうという課題があると記述されている。これに
対して、特開平8−168280公報では、図9に示す
構成を示している。図9において、各記号の意味は図1
0と同様である。その他の記号の意味を以下に示す。 Ks2:ねじれ角FBゲイン Ksd2:ねじれ角速度FBゲイン K2:FFモデルバネ定数 JL2:FFモデル負荷イナーシャ 図10の構成に24、25,26が追加された構成にな
っている。このようにメカのモデルとして、バネ要素K
2と負荷イナーシャJL2を考慮した上でFF制御器を
構成することで、トルク伝達機構の剛性が低い場合も、
オーバーシュートや振動が極めて少ない高応答な制御が
実現できると記述されている。
2. Description of the Related Art In a conventional servo control method, in order to improve a command response, a two-degree-of-freedom control is used in which a feedforward controller controlling a command response and a feedback controller controlling a disturbance response can be independently designed. . Among them, Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-168280 discloses the following method as "speed control device for electric motor and speed and position control device". Hereinafter, a brief description will be given with reference to the drawings. In Japanese Patent Laid-Open No. 8-168280, first, the configuration shown in FIG. 10 is given as a conventional example. 1 in FIG.
Is a feedback (hereinafter referred to as FB) control unit, and 2
Is a feedforward (hereinafter referred to as FF) control unit. The meanings of the symbols shown in the figure are as follows. Kp: Position loop proportional gain of feedback control unit Kv: Speed loop proportional gain of feedback control unit Ki: Speed loop integral gain of feedback control unit Kp2: Position loop proportional gain of feedforward control unit Kv2: Speed loop of feedforward control unit Proportional gain Jm2: Motor inertia of model of feedforward control unit S: Laplace operator θref: Position command value θ: Motor position v: Motor speed u: Motor operation amount θff: Feedforward model motor position vff: Feedforward model motor speed uff: Feedforward model motor operation amount Here, 3 is a torque control circuit that creates a command for operating the motor according to the motor operation amount, and 4 is a motor and 5 is a control target. A position / speed detector 6 detects the position and speed of the motor. According to this method, the command response and the disturbance response can be designed independently. However, with this configuration, there is no problem when the controlled object is a rigid body, but when the rigidity of the torque transmission mechanism such as the ball screw or speed reducer used for the XY table or robot arm is low, the feedforward control gain is increased to improve the target value response. It is described that there is a problem that the response becomes oscillating when raising the. On the other hand, Japanese Patent Laid-Open No. 8-168280 discloses the configuration shown in FIG. In FIG. 9, the meaning of each symbol is shown in FIG.
The same as 0. The meanings of other symbols are shown below. Ks2: Torsional angle FB gain Ksd2: Torsional angular velocity FB gain K2: FF model spring constant JL2: FF model load inertia 24, 25, and 26 are added to the configuration of FIG. In this way, the spring element K is used as a mechanical model.
2 and the load inertia JL2 are taken into consideration, the FF controller is configured so that even when the rigidity of the torque transmission mechanism is low,
It is described that a highly responsive control with extremely few overshoots and vibrations can be realized.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の「電動機の速度制御装置並びに速度及び位置制御装
置」において、実際の制御対象と、FFモデルに誤差が
ある場合は、残留振動が発生する。例として、モデルが
ずれた時のシミュレーション結果を図7に示す。図8
(a)は実機とモデルが一致している時、図8(b)は
実際の負荷イナーシャがFFモデルの負荷イナーシャの
1.5倍の時である。本シミュレーション時の各パラメ
ータ値を以下に示す。 Kp:40(1/S)、Kv:375(1/S)、Ki:20(1/S) Jm:1.16e-4(kg・m^2)、JL:4.53e-4*1.5(kg・m^
2)、K:0.23(N・m/rad) Jm2:1.16e-4(kg・m^2)、JL2:4.53e-4(kg・m^2)、
K2:0.23(N・m/rad) 本来なら図8(a)のように応答させたいにもかかわら
ず、図8(b)に示すように、残留振動が発生してい
る。このように、位置決め時に残留振動が発生すると、
残留振動がおさまるまで次の作業に移行できず、大きな
問題になる。したがって、この発明の目的は上記課題を
解決することができ、位置決め時に残留振動のないサー
ボ制御方法を提供することである。
However, in the above-mentioned conventional "motor speed control device and speed and position control device", when there is an error between the actual control target and the FF model, residual vibration occurs. As an example, FIG. 7 shows a simulation result when the model is displaced. Figure 8
8A shows the case where the model matches the actual machine, and FIG. 8B shows the case where the actual load inertia is 1.5 times the load inertia of the FF model. The parameter values in this simulation are shown below. Kp: 40 (1 / S), Kv: 375 (1 / S), Ki: 20 (1 / S) Jm: 1.16e-4 (kg ・ m ^ 2), JL: 4.53e-4 * 1.5 (kg・ M ^
2), K: 0.23 (N ・ m / rad) Jm2: 1.16e-4 (kg ・ m ^ 2), JL2: 4.53e-4 (kg ・ m ^ 2),
K2: 0.23 (Nm / rad) Residual vibration occurs as shown in FIG. 8B even though it is originally desired to make the response as shown in FIG. 8A. In this way, if residual vibration occurs during positioning,
Until the residual vibration is subsided, the next work cannot be started, which is a big problem. Therefore, an object of the present invention is to provide a servo control method that can solve the above-mentioned problems and that does not cause residual vibration during positioning.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のサーボ制
御方法は、フィードフォワード制御部にメカのモデルを
有し、該モデルが所望の動作を行うように制御器を構成
し、前記フィードフォワード制御部の少なくとも一つの
状態量をフィードバック制御部の指令とする2自由度制
御方法において、該フィードバック制御部にオブザーバ
処理部を有し、前記フィードフォワード制御部にもオブ
ザーバ処理部を有し、フィードフォワード制御部のオブ
ザーバの推定値とフィードバック制御部のオブザーバの
推定値の偏差を求め、該偏差にゲインを乗じて前記フィ
ードバック制御部の状態量に加算することを特徴とする
ものである。請求項2記載のサーボ制御方法は、前記フ
ィードフォワード制御部のオブザーバおよび前記フィー
ドバック制御部のオブザーバの推定値をフィルタ処理す
る事を特徴とするものである。請求項3記載のサーボ制
御方法は、前記フィードフォワード制御部のオブザーバ
の推定値と前記フィードバック制御部のオブザーバの推
定値の偏差をフィルタ処理して、ゲインを乗じて前記フ
ィードバック制御部の状態量に加算することを特徴とす
るものである。請求項4記載のサーボ制御方法は、フィ
ードフォワード制御部にメカのモデルを有し、該モデル
が所望の動作を行うように制御器を構成し、前記フィー
ドフォワード制御部の少なくとも一つの状態量をフィー
ドバック制御部の指令とする2自由度制御方法におい
て、該フィードバック制御部にオブザーバ処理部を有
し、前記フィードフォワード制御部にもオブザーバ処理
部を有し、前記フィードフォワード制御部のオブザーバ
の推定値と前記フィードバック制御部のオブザーバの推
定値の偏差を求め、該偏差を監視することで、メカの状
態を診断することを特徴とするものである。請求項5記
載のサーボ制御方法は、フィードフォワード制御部にメ
カのモデルを有し、該モデルが所望の動作を行うように
制御器を構成し、前記フィードフォワード制御部の少な
くとも一つの状態量をフィードバック制御部の指令とす
る2自由度制御方法において、該フィードバック制御部
にオブザーバ処理部を有し、フィードフォワード制御部
にもオブザーバ処理部を有し、フィードフォワード制御
部のオブザーバの推定値とフィードバック制御部のオブ
ザーバの推定値の偏差を求め、該偏差が小さくなるよう
に繰り返し学習制御を行うことを特徴とするものであ
る。請求項6記載のサーボ制御方法は、フィードフォワ
ード処理部にメカのモデルを有し、該モデルが所望の動
作を行うように制御器を構成し、前記フィードフォワー
ド制御部の少なくとも一つの状態量をフィードバック制
御部の指令とする2自由度制御方法において、該フィー
ドバック制御部にオブザーバ処理部を有し、前記フィー
ドフォワード制御部にもオブザーバ処理部を有し、前記
フィードフォワード制御部のオブザーバの推定値と前記
フィードバック制御部のオブザーバの推定値の偏差を求
め、該偏差の大きさを監視しながら、前記メカのモデル
のパラメータを同定することを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a servo control method, wherein a feedforward controller has a mechanical model, and the controller is configured so that the model performs a desired operation. In a two-degree-of-freedom control method in which at least one state quantity of the control unit is a command of the feedback control unit, the feedback control unit has an observer processing unit, and the feedforward control unit also has an observer processing unit. The difference between the estimated value of the observer of the forward control unit and the estimated value of the observer of the feedback control unit is calculated, and the difference is multiplied by a gain and added to the state quantity of the feedback control unit. The servo control method according to a second aspect of the present invention is characterized in that estimated values of the observer of the feedforward control unit and the observer of the feedback control unit are filtered. The servo control method according to claim 3, wherein a deviation between an estimated value of the observer of the feedforward control unit and an estimated value of the observer of the feedback control unit is filtered, and a gain is multiplied to obtain a state quantity of the feedback control unit. It is characterized by adding. The servo control method according to claim 4, wherein the feedforward control unit has a mechanical model, and the controller is configured so that the model performs a desired operation, and at least one state quantity of the feedforward control unit is set. In the two-degree-of-freedom control method using the feedback control unit as an instruction, the feedback control unit has an observer processing unit, the feedforward control unit also has an observer processing unit, and an estimated value of the observer of the feedforward control unit. Then, the deviation of the estimated value of the observer of the feedback control unit is obtained, and the deviation is monitored to diagnose the state of the mechanism. The servo control method according to claim 5, wherein the feedforward control unit has a mechanical model, the controller is configured so that the model performs a desired operation, and at least one state quantity of the feedforward control unit is set. In a two-degree-of-freedom control method using a command from a feedback control unit, the feedback control unit has an observer processing unit, and the feedforward control unit also has an observer processing unit, and an estimated value of the observer of the feedforward control unit and feedback are provided. It is characterized in that the deviation of the estimated value of the observer of the control unit is obtained, and the learning control is repeatedly performed so that the deviation becomes small. The servo control method according to claim 6, wherein the feedforward processing unit has a mechanical model, and the controller is configured so that the model performs a desired operation, and at least one state quantity of the feedforward control unit is set. In the two-degree-of-freedom control method using the feedback control unit as an instruction, the feedback control unit has an observer processing unit, the feedforward control unit also has an observer processing unit, and an estimated value of the observer of the feedforward control unit. And the deviation of the estimated value of the observer of the feedback control unit is obtained, and the parameter of the mechanical model is identified while monitoring the magnitude of the deviation.

【0005】[0005]

【発明の実施の形態】この発明の実施の形態について、
図に基づいて説明する。 実施例1:図1は本発明の第1の実施の形態の構成を示
す図であり、図1において、各記号の意味は図9と図1
0で説明したものと同じである。図1において新しく追
加された部分は、13に示すオブザーバ、14に示すF
BゲインG、27に示すFF部に構成されたオブザーバ
の3つである。27のオブザーバで推定された状態量
と、13のオブザーバで推定された状態量の差に14に
示すゲインGを乗じてFB制御器にフィードバックする
構成をとる。次に、13と27に示すオブザーバの構成
例を以下に示す。式(1)が連続系での実機モデル式
で、式(2)が式(1)を離散化しオブザーバの形にし
たものである。実際には式(2)を使用し、k番目の値
を使用してk+1番目の各変数を逐次計算することにな
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described.
It will be described with reference to the drawings. Example 1 FIG. 1 is a diagram showing the configuration of the first exemplary embodiment of the present invention. In FIG. 1, the meaning of each symbol is FIG. 9 and FIG.
It is the same as that described in 0. The newly added part in FIG. 1 is an observer 13 and an F shown in FIG.
B gain G and three observers configured in the FF portion shown by 27. The difference between the state quantity estimated by the observer of 27 and the state quantity estimated by the observer of 13 is multiplied by the gain G shown in 14 and fed back to the FB controller. Next, a configuration example of the observers shown in 13 and 27 is shown below. The equation (1) is an actual machine model equation in a continuous system, and the equation (2) is a discretization of the equation (1) in the form of an observer. Actually, the equation (2) is used, and the k + 1st variable is sequentially calculated using the kth value.

【0006】[0006]

【数1】 [Equation 1]

【0007】本方式を用いたシミュレーション結果を図
7に示す。各パラメータの値は図8のシミュレーション
で示した値と同じである。図8(b)に対して残留振動
が速やかに減衰している様子が分かる。以上のように実
施例1の方法によれば、FFモデルと実機の間にモデル
化誤差があった場合も、振動を抑制することが可能にな
るという効果がある。ここでは、オブザーバとして剛体
外乱オブザーバを紹介したが、この他の構成のオブザー
バでも当然、同様の結果が得られる。また、本実施例で
は実機モデルとして2慣性系のモデルを用いているが、
実機に合わせて、どのようなモデルを構成しても、本実
施例と同様の効果が得られる。
FIG. 7 shows a simulation result using this method. The value of each parameter is the same as the value shown in the simulation of FIG. It can be seen from FIG. 8B that the residual vibration is rapidly damped. As described above, according to the method of the first embodiment, it is possible to suppress the vibration even when there is a modeling error between the FF model and the actual machine. Here, the rigid body disturbance observer was introduced as the observer, but the observer of other configurations can naturally obtain the same result. Further, in the present embodiment, a model of two inertia system is used as the actual machine model,
Even if any model is configured according to the actual machine, the same effect as this embodiment can be obtained.

【0008】実施例2:ここでは、請求項1記載のサー
ボ制御方法の二つ目の実施例について図2を用いて説明
する。制御演算遅れが原因でフィードバックゲインが上
げられない問題に対して、オブザーバを構成しオブザー
バの速度推定値をフィードバックすることで、演算遅れ
を補償する方法が一般的に知られている。この場合も、
図2に示すようにFF部とFB部両方にオブザーバを設
け、FF部の
Embodiment 2 Here, a second embodiment of the servo control method according to claim 1 will be described with reference to FIG. With respect to the problem that the feedback gain cannot be increased due to the control calculation delay, a method of compensating the calculation delay by forming an observer and feeding back an estimated speed value of the observer is generally known. Also in this case,
As shown in FIG. 2, an observer is provided in both the FF section and the FB section,

【0009】[0009]

【数2】 [Equation 2]

【0010】とFB部のAnd the FB section

【0011】[0011]

【数3】 [Equation 3]

【0012】を使用することにより、振動を誘発せずに
演算遅れを改善できるという効果が得られる。
The use of is advantageous in that the calculation delay can be improved without inducing vibration.

【0013】実施例3:ここでは、請求項2および請求
項3記載のサーボ制御方法について説明する。構成は図
3に示す。図3中15はフィルタを表わす。フィルタと
しては、ローパスフィルタ、ハイパスフィルタ、バンド
パスフィルタ、ノッチフィルタ等どれを用いてもよい。
いま、モータにある周期外乱が作用する場合を考える。
この場合、振動を抑制する為に、通常、外乱推定オブザ
ーバを使用し、
Third Embodiment Here, a servo control method according to claims 2 and 3 will be described. The structure is shown in FIG. Reference numeral 15 in FIG. 3 represents a filter. As the filter, any of a low pass filter, a high pass filter, a band pass filter, a notch filter, etc. may be used.
Now, consider a case where a certain periodic disturbance acts on the motor.
In this case, in order to suppress the vibration, we usually use the disturbance estimation observer,

【0014】[0014]

【数4】 [Equation 4]

【0015】を、フィルタ処理後ゲインを乗じてFBす
る方法が知られている。しかしながら、オブザーバを剛
体系で構成している場合、バネ要素を有するメカの場合
に、周期外乱以外に、自分自身のねじれトルクまでも
が、外乱として推定されてしまい(式(4))、これを
FBすると、加速あるいは減速時にかえって振動が発生
したり、軌跡が悪化したりすることがある。この問題を
解決する為に、本方式では、FF部にもオブザーバを有
し、FF部の
A method is known in which FB is obtained by multiplying by a gain after filtering. However, when the observer is configured with a rigid system, in the case of a mechanism having a spring element, not only the periodic disturbance but also the torsion torque of itself is estimated as the disturbance (equation (4)). When FB is applied, vibration may occur or the locus may worsen during acceleration or deceleration. In order to solve this problem, in this method, the FF section also has an observer,

【0016】[0016]

【数5】 [Equation 5]

【0017】からFB部のFrom the FB section

【0018】[0018]

【数6】 [Equation 6]

【0019】を差し引くことで、ねじれトルクの推定値
分はキャンセルされ、式(5)に示すように、本当にF
Bしたい周期外乱のみが抽出できる。
By subtracting, the estimated value of the torsional torque is canceled, and as shown in the equation (5), F is really
Only the periodic disturbance that you want to B can be extracted.

【0020】[0020]

【数7】 [Equation 7]

【0021】以上、実施例3によれば、外乱推定値から
真の外乱のみを抽出することが可能になり、それをフィ
ルタ処理した後にFBすれば、良好な制御特性を有する
ことが可能になる。
As described above, according to the third embodiment, it is possible to extract only the true disturbance from the disturbance estimated value, and if it is FB after being filtered, it is possible to have a good control characteristic. .

【0022】実施例4:ここでは、請求項4記載のサー
ボ制御方法について図4を用いて説明する。制御するメ
カが故障、破損したり、他の機器等と衝突した際は、F
B部のオブザーバの外乱推定値を監視することで検出可
能である。本方式ではFF部とFB部両方にオブザーバ
を構成し、外乱推定値の偏差を監視するので、実施例2
で説明したように、ねじれトルクが存在する場合でも、
真の外乱のみを抽出することができ、結果として精度良
く、診断できる。図4中7は異常監視部で、式(6)の
判定を行うものとする。
Fourth Embodiment Here, a servo control method according to a fourth aspect will be described with reference to FIG. If the controlling mechanism fails, is damaged, or collides with other equipment, F
It can be detected by monitoring the disturbance estimated value of the observer in the B section. In this method, the observer is configured in both the FF section and the FB section to monitor the deviation of the estimated disturbance value.
As explained in, even if there is a torsional torque,
Only true disturbance can be extracted, and as a result, diagnosis can be performed with high accuracy. Reference numeral 7 in FIG. 4 is an abnormality monitoring unit that determines the expression (6).

【0023】[0023]

【数8】 [Equation 8]

【0024】式(6)の条件式を満たした場合は、異常
と判断するようにlimitの大きさを設定しておけば
よい。
If the conditional expression (6) is satisfied, the size of the limit may be set so that it is determined to be abnormal.

【0025】実施例5:ここでは、請求項5記載のサー
ボ制御方法について図5を用いて説明する。周期振動な
どの場合、繰り返し学習制御が効果的に用いられること
がある。ここでも、図5に示す構成で、FF部とFB部
のオブザーバの外乱推定値の差を求め、それにゲインG
を乗じて次回試行時のトルク指令値に加えて、動作させ
るといったことを繰り返し行うことで、周期振動をなく
すことが可能になる。ここでも、FF部とFB部両方に
オブザーバを構成し、外乱推定値の偏差を用いるので、
ねじれトルクが存在する場合でも、真の外乱のみを抽出
することができるため、結果として精度良く学習できる
という効果がある。
Embodiment 5: Here, a servo control method according to claim 5 will be described with reference to FIG. In the case of periodic vibration or the like, iterative learning control may be effectively used. Here again, with the configuration shown in FIG. 5, the difference between the disturbance estimation values of the observer in the FF section and the FB section is obtained, and the gain G
It is possible to eliminate the periodic vibration by multiplying by and adding to the torque command value at the time of the next trial, and repeating the operation. Also here, since the observer is configured in both the FF part and the FB part and the deviation of the disturbance estimated value is used,
Even if there is a torsional torque, only the true disturbance can be extracted, and as a result, it is possible to learn with high accuracy.

【0026】実施例6:ここでは、請求項6記載のサー
ボ制御方法について図6を用いて説明する。図6中8は
オブザーバの偏差を入力とするパラメータ同定部であ
る。ここでも、FF部とFB部にそれぞれオブザーバを
構成する。その二つの偏差を評価基準として、その値
が、小さくなるように、パラメータを決定もしくは修正
する。誤差がある場合は、偏差が大きくなり、モデルが
一致した時に偏差は小さくなる。オブザーバ推定値とし
ては、負荷位置推定値、負荷速度推定値、外乱推定値、
ねじれ角推定値、ねじれ角速度推定値など、どの推定値
を使用しても良い。また、波形を確認しながら、人がパ
ラメータを調整する際も、推定値どうしを比較すること
により、調整がし易くなるという効果がある。
Embodiment 6 Here, a servo control method according to claim 6 will be described with reference to FIG. Reference numeral 8 in FIG. 6 denotes a parameter identification unit that receives the observer deviation. Also in this case, observers are respectively formed in the FF section and the FB section. Using the two deviations as the evaluation criteria, the parameters are determined or modified so that the value becomes smaller. If there is an error, the deviation will be large, and when the models match, the deviation will be small. As the observer estimated value, the load position estimated value, the load speed estimated value, the disturbance estimated value,
Any estimation value such as a torsion angle estimation value and a torsion angular velocity estimation value may be used. Further, even when a person adjusts the parameter while checking the waveform, there is an effect that the estimation values are compared with each other to facilitate the adjustment.

【0027】[0027]

【発明の効果】請求項1記載のサーボ制御方法によれ
ば、FF部とFB部両方にオブザーバを設け、FF部の
オブザーバ推定値と、FB部のオブザーバの推定値の偏
差を求める為、モデルの誤差分のみを抽出でき、その値
にゲインを乗じてFBすることで、モデル化誤差がある
場合も残留振動を抑制することが可能である。請求項2
記載のサーボ制御方法によれば、FF部とFB部両方に
オブザーバを設け、FF部のオブザーバ推定値と、FB
部のオブザーバの推定値の偏差を求める為、モデルの誤
差分のみを抽出できるとともに、オブザーバ推定値から
特別な周波数成分のみを抽出したり、位相を調整できる
為、高精度に制御することができる。請求項3記載のサ
ーボ制御方法によれば、FF部とFB部両方にオブザー
バを設け、FF部のオブザーバ推定値と、FB部のオブ
ザーバの推定値の偏差を求める為、モデルの誤差分のみ
を抽出できるとともに、オブザーバ推定値から特別な周
波数成分のみを抽出したり、位相を調整できる為、高精
度に制御することができる。請求項4記載のサーボ制御
方法によれば、FF部とFB部両方にオブザーバを設
け、FF部のオブザーバ推定値と、FB部のオブザーバ
の推定値の偏差を求める為、モデルの誤差分および真の
外乱のみを抽出できるので、精度良く異状診断を行うこ
とができる。請求項5記載のサーボ制御方法によれば、
FF部とFB部両方にオブザーバを設け、FF部のオブ
ザーバ推定値と、FB部のオブザーバの推定値の偏差を
求める為、モデルの誤差分および真の外乱のみを抽出で
きるため、精度良く学習することができる。請求項6記
載のサーボ制御方法によれば、FF部とFB部両方にオ
ブザーバを設け、FF部のオブザーバ推定値と、FB部
のオブザーバの推定値の偏差を求める為、モデルの誤差
分のみを抽出できるため、精度良くモデルを同定するこ
とができる。
According to the servo control method of the first aspect, the observer is provided in both the FF section and the FB section, and the deviation between the observer estimated value of the FF section and the estimated value of the observer of the FB section is calculated. It is possible to suppress the residual vibration even when there is a modeling error by extracting only the error amount of the above and multiplying the value by the gain and performing FB. Claim 2
According to the described servo control method, the observer is provided in both the FF section and the FB section, and the observer estimated value of the FF section and the FB
Since the deviation of the estimated value of the observer of the part is obtained, only the error component of the model can be extracted, and only the special frequency component can be extracted from the estimated value of the observer and the phase can be adjusted, which enables highly accurate control. . According to the servo control method of the third aspect, the observer is provided in both the FF section and the FB section, and the deviation between the observer estimated value of the FF section and the estimated value of the observer of the FB section is calculated. In addition to being able to extract, only a special frequency component can be extracted from the observer estimated value and the phase can be adjusted, so that control can be performed with high accuracy. According to the servo control method of claim 4, the observer is provided in both the FF section and the FB section, and the difference between the observer estimated value of the FF section and the estimated value of the observer of the FB section is calculated. Since it is possible to extract only the disturbance of, abnormalities can be accurately diagnosed. According to the servo control method of claim 5,
Since observers are provided in both the FF and FB sections and the deviation between the observer estimated value of the FF section and the estimated value of the observer of the FB section is obtained, only the model error and the true disturbance can be extracted, so learning can be performed accurately. be able to. According to the servo control method of the sixth aspect, the observer is provided in both the FF section and the FB section, and the deviation between the observer estimated value of the FF section and the estimated value of the observer of the FB section is calculated. Since it can be extracted, the model can be accurately identified.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a third exemplary embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第4の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a fourth exemplary embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第5の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a fifth embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第6の実施の形態の構成を示すブロッ
ク図
FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a sixth exemplary embodiment of the present invention.

【図7】本発明の方法のシミュレーション結果(モデル
が一致していない場合)
FIG. 7 Simulation results of the method of the present invention (when the models do not match)

【図8】(a)従来の方法のシミュレーション結果(モ
デルが一致している場合)、(b)従来の方法のシミュ
レーション結果(モデルが一致していない場合)
8A is a simulation result of a conventional method (when the models match), and FIG. 8B is a simulation result of the conventional method (when the models do not match).

【図9】従来の方法の構成を示すブロック図FIG. 9 is a block diagram showing a configuration of a conventional method.

【図10】従来の方法における従来構成を示すブロック
FIG. 10 is a block diagram showing a conventional configuration in a conventional method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 フィードバック制御部 2 フィードフォワード制御部 3 トルク制御回路 4 モータ 5 制御対象 6 位置速度検出器 7 異常監視部 8 パラメータ同定部 11 位置ループ処理 12 速度ループ処理 13 FB(フィードバック)部オブザーバ処理部 14 ゲイン 15 フィルタ 16 むだ時間 21 FF(フィードフォワード)位置ループ処理 22 FF速度ループ処理 23 FFモータモデル 24 FFモデルバネ定数 25 FFモデルイナーシャ部 26 FFねじれ角フィードバック部 27 FF部オブザーバ処理部 1 Feedback control unit 2 Feedforward controller 3 Torque control circuit 4 motor 5 controlled objects 6 Position speed detector 7 Abnormality monitoring section 8 parameter identification section 11 Position loop processing 12 Speed loop processing 13 FB (feedback) section Observer processing section 14 gain 15 filters 16 dead time 21 FF (feed forward) position loop processing 22 FF speed loop processing 23 FF motor model 24 FF model spring constant 25 FF model inertia part 26 FF Torsional angle feedback section 27 FF section Observer processing section

───────────────────────────────────────────────────── 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) H02P 5/00 H02P 5/00 K X Fターム(参考) 5H004 GA08 GA14 GA28 HA07 HB07 HB08 JB22 KA41 KB13 KB32 KB39 KC28 KC34 KC43 KC45 KD62 LA02 LA13 5H550 AA18 BB05 GG01 GG03 GG10 JJ04 JJ24 JJ25 JJ26 LL01─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H02P 5/00 H02P 5/00 K X F term (reference) 5H004 GA08 GA14 GA28 HA07 HB07 HB08 JB22 KA41 KB13 KB32 KB39 KC28 KC34 KC43 KC45 KD62 LA02 LA13 5H550 AA18 BB05 GG01 GG03 GG10 JJ04 JJ24 JJ25 JJ26 LL01

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 フィードフォワード制御部2にメカのモ
デルを有し、前記モデルが所望の動作を行うように制御
器を構成し、前記フィードフォワード制御部2の少なく
とも一つの状態量をフィードバック制御部1の指令とす
る2自由度制御方法において、 前記フィードバック制御部1にオブザーバ処理部13を
有し、前記フィードフォワード制御部2にもオブザーバ
処理部27を有し、前記フィードフォワード制御部2の
オブザーバ処理部27の推定値と前記フィードバック制
御部1のオブザーバ処理部13の推定値の偏差を求め、
該偏差にゲイン14を乗じて前記フィードバック制御部
1の状態量に加算することを特徴とするサーボ制御方
法。
1. A feedforward control unit 2 has a mechanical model, and a controller is configured so that the model performs a desired operation. At least one state quantity of the feedforward control unit 2 is fed back to a feedback control unit. In the two-degree-of-freedom control method using the command of 1, the feedback control unit 1 has an observer processing unit 13, the feedforward control unit 2 also has an observer processing unit 27, and the observer of the feedforward control unit 2 The deviation between the estimated value of the processing unit 27 and the estimated value of the observer processing unit 13 of the feedback control unit 1 is calculated,
A servo control method characterized in that the deviation is multiplied by a gain 14 and added to the state quantity of the feedback control section 1.
【請求項2】 前記フィードフォワード制御部2のオブ
ザーバ処理部27および前記フィードバック制御部1の
オブザーバ処理部13の推定値をフィルタ処理すること
を特徴とする請求項1記載のサーボ制御方法。
2. The servo control method according to claim 1, wherein the estimated values of the observer processing unit 27 of the feedforward control unit 2 and the observer processing unit 13 of the feedback control unit 1 are filtered.
【請求項3】 前記フィードフォワード制御部2のオブ
ザーバ処理部27の推定値と前記フィードバック制御部
1のオブザーバ処理部13の推定値の偏差を前記フィル
タ15に入力して、前記ゲイン14を乗じて前記フィー
ドバック制御部1の状態量に加算することを特徴とする
請求項1または2記載のサーボ制御方法。
3. The deviation between the estimated value of the observer processing unit 27 of the feedforward control unit 2 and the estimated value of the observer processing unit 13 of the feedback control unit 1 is input to the filter 15 and multiplied by the gain 14. 3. The servo control method according to claim 1, further comprising adding to the state quantity of the feedback control unit 1.
【請求項4】 フィードフォワード制御部2にメカのモ
デルを有し、該モデルが所望の動作を行うように制御器
を構成し、前記フィードフォワード制御部2の少なくと
も一つの状態量を前記フィードバック制御部1の指令と
する2自由度制御方法において、 該フィードバック制御部1にオブザーバ処理部13を有
し、前記フィードフォワード制御部2にもオブザーバ処
理部27を有し、前記フィードフォワード制御部2のオ
ブザーバ処理部27の推定値と前記フィードバック制御
部1のオブザーバ処理部13の推定値の偏差を求め、該
偏差を監視することで、前記メカの状態を診断すること
を特徴とするサーボ制御方法。
4. The feedforward controller 2 has a mechanical model, and a controller is configured so that the model performs a desired operation, and at least one state quantity of the feedforward controller 2 is feedback controlled. In the two-degree-of-freedom control method using the command of the unit 1, the feedback control unit 1 has an observer processing unit 13, the feedforward control unit 2 also has an observer processing unit 27, and the feedforward control unit 2 A servo control method, wherein a deviation between an estimated value of the observer processing unit 27 and an estimated value of the observer processing unit 13 of the feedback control unit 1 is obtained, and the state of the mechanism is diagnosed by monitoring the deviation.
【請求項5】 フィードフォワード制御部2にメカのモ
デルを有し、該モデルが所望の動作を行うように制御器
を構成し、前記フィードフォワード制御部2の少なくと
も一つの状態量をフィードバック制御部1の指令とする
2自由度制御方法において、 フィードバック制御部1にオブザーバ処理部13を有
し、フィードフォワード制御部2にもオブザーバ処理部
27を有し、前記フィードフォワード制御部2のオブザ
ーバ処理部27の推定値と前記フィードバック制御部1
のオブザーバ処理部13の推定値の偏差を求め、前記偏
差が小さくなるように繰り返し学習制御を行うことを特
徴とするサーボ制御方法。
5. The feedforward control unit 2 has a mechanical model, and a controller is configured so that the model performs a desired operation. At least one state quantity of the feedforward control unit 2 is fed back to the feedback control unit. In the two-degree-of-freedom control method using the command 1, the feedback control unit 1 has an observer processing unit 13, the feedforward control unit 2 also has an observer processing unit 27, and the observer processing unit of the feedforward control unit 2 27 estimated values and the feedback control unit 1
The servo control method is characterized in that the deviation of the estimated value of the observer processing unit 13 is obtained, and the learning control is repeatedly performed so that the deviation becomes small.
【請求項6】 フィードフォワード制御部2にメカのモ
デルを有し、該モデルが所望の動作を行うように制御器
を構成し、前記フィードフォワード制御部2の少なくと
も一つの状態量をフィードバック制御部1の指令とする
2自由度制御方法において、 前記フィードバック制御部1にオブザーバ処理部13を
有し、前記フィードフォワード制御部2にもオブザーバ
処理部27を有し、前記フィードフォワード制御部2の
オブザーバ処理部27の推定値と前記フィードバック制
御部1のオブザーバ処理部13の推定値の偏差を求め、
前記偏差の大きさを監視しながら、前記メカのモデルの
パラメータを同定することを特徴とするサーボ制御方
法。
6. The feedforward control unit 2 has a mechanical model, and a controller is configured so that the model performs a desired operation, and at least one state quantity of the feedforward control unit 2 is fed back to the feedback control unit. In the two-degree-of-freedom control method using the command of 1, the feedback control unit 1 has an observer processing unit 13, the feedforward control unit 2 also has an observer processing unit 27, and the observer of the feedforward control unit 2 The deviation between the estimated value of the processing unit 27 and the estimated value of the observer processing unit 13 of the feedback control unit 1 is calculated,
A servo control method, wherein the parameter of the mechanical model is identified while monitoring the magnitude of the deviation.
JP2001327857A 2001-10-25 2001-10-25 Servo control method Expired - Fee Related JP3871030B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001327857A JP3871030B2 (en) 2001-10-25 2001-10-25 Servo control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001327857A JP3871030B2 (en) 2001-10-25 2001-10-25 Servo control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003131705A true JP2003131705A (en) 2003-05-09
JP3871030B2 JP3871030B2 (en) 2007-01-24

Family

ID=19144016

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001327857A Expired - Fee Related JP3871030B2 (en) 2001-10-25 2001-10-25 Servo control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3871030B2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010049599A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Machine tool
US7719221B2 (en) 2006-08-31 2010-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Servo control apparatus
JP2016105686A (en) * 2014-11-21 2016-06-09 キヤノン株式会社 Control device of motor driving device, control device of biaxial motor driving device, and control method of motor driving device
CN106406813A (en) * 2016-08-31 2017-02-15 宁波菲仕电机技术有限公司 Universal servo control arithmetic logic unit
CN110323983A (en) * 2019-07-23 2019-10-11 广东工业大学 A kind of Current Decoupling method, apparatus, equipment and the medium of permanent magnet synchronous motor

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7719221B2 (en) 2006-08-31 2010-05-18 Kabushiki Kaisha Toshiba Servo control apparatus
JP2010049599A (en) * 2008-08-25 2010-03-04 Tokyo Univ Of Agriculture & Technology Machine tool
JP2016105686A (en) * 2014-11-21 2016-06-09 キヤノン株式会社 Control device of motor driving device, control device of biaxial motor driving device, and control method of motor driving device
JP2020078247A (en) * 2014-11-21 2020-05-21 キヤノン株式会社 Drive device, actuator unit, robot device, drive device control method, actuator unit control method, and robot device control method
US11148282B2 (en) 2014-11-21 2021-10-19 Canon Kabushiki Kaisha Control device for motor drive device, control device for multi-axial motor, and control method for motor drive device
CN106406813A (en) * 2016-08-31 2017-02-15 宁波菲仕电机技术有限公司 Universal servo control arithmetic logic unit
CN110323983A (en) * 2019-07-23 2019-10-11 广东工业大学 A kind of Current Decoupling method, apparatus, equipment and the medium of permanent magnet synchronous motor

Also Published As

Publication number Publication date
JP3871030B2 (en) 2007-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Visioli et al. On the trajectory tracking control of industrial SCARA robot manipulators
EP1591857B1 (en) Vibration control device
EP1667001B1 (en) Controller
KR101688344B1 (en) Weaving control device of multi-joint robot
JP3545006B2 (en) Two-degree-of-freedom controller and servo controller for electric motor
JPH02310609A (en) Cooperation controller for position and force of manipulator
WO2014136686A1 (en) Working machine feed shaft control method and feed shaft control device
JP4367058B2 (en) Motor control device
JPH08249067A (en) Position controller for motor
EP1023973B1 (en) Robot control method and device
JP4867105B2 (en) Numerical controller
JPH07104856A (en) Vibration control method
CN112109080A (en) Adjustment auxiliary device
JP2004364396A (en) Controller and control method for motor
JPH10309684A (en) Compliance control method of manipulator
JPH04255007A (en) Damping control system
JP4860277B2 (en) Vibration suppression control method and apparatus for multi-inertia resonance system
JP2001051721A (en) Collision detector
JP3871030B2 (en) Servo control method
JPH09212203A (en) Robot controller
US10814482B2 (en) Robot controller
JP6496167B2 (en) Tandem position control device
JP7068133B2 (en) Control systems, control methods, and control programs
JP3997201B2 (en) Industrial robot and its abnormality judgment method
JPH08278821A (en) Damping method for servo control system

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20040913

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060608

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20060721

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060906

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060927

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20061010

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121027

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees