JP2019012458A - 制御システム、制御方法、及び制御プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献2に開示された制御システムでは、位置制御ループの構造は制御対象の2慣性系モデルと位置フィードバック全体で共振が相殺されるという目的の下に導出されている。したがって、自由に位置制御系の構造を設計することができない。この構造では、制御系設計で用いられる極配置設計が困難となる。したがって、個々のパラメータを試行錯誤的に決定しなればならないため、設計パラメータの数が多く、設計が煩雑になる。
なお、「共振が相殺された」とは、共振が完全に相殺された場合のみではなく、共振が一部残存している場合も含む。
JM:モータ側の慣性モーメント
JL:負荷側の慣性モーメント
JSRC:慣性モーメントの和(JSRC=JM+JL)
DM:モータ側の粘性摩擦係数
DL:負荷側の粘性摩擦係数
DSRC:粘性摩擦係数の和(DSRC=DM+DL)
K:モータ3とリンク2bとの間の剛性
TM:モータ3の駆動トルク
ωM:第1センサ情報に基づくモータ3の角速度(駆動速度)
ωL:第2センサ情報に基づくリンク2bの角速度(変位速度)
ωc:APFのカットオフ周波数
ωSRC:共振を相殺した仮想角速度
θL ref:位置指令値(リンク2bの目標角度)
θL:第2センサ情報に基づくリンク2bの角度(変位量)
ωSRC ref:共振の中心となる節点の目標角速度
このように、外側ループ20では、位置フィードバック制御が行われ、内側ループ30では、速度フィードバック制御が行われている。この2重ループのフィードバック制御により以下の効果を得ることができる。
2 関節部
2a 減速機
2b リンク
3 モータ
4 第1センサ
5 第2センサ
6 制御部
20 外側ループ
21 APF
22 P制御器
30 内側ループ
31 PI制御器
Claims (6)
- 負荷部材を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段側に設けられ、前記駆動手段の駆動量に関する情報を第1センサ情報として検出する第1センサと、
前記負荷部材側に設けられ、前記負荷部材の変位量に関する情報を第2センサ情報として検出する第2センサと、
内側ループと外側ループとを有する2重フィードバック制御により、前記駆動手段を制御する制御部と、を備え、
前記外側ループでは、前記負荷部材の変位量が位置指令値に追従するように、フィードバック制御を行い、
内側ループでは、
共振の中心となる節点に応じた重み付け比率を用いて、前記駆動量の時間微分である駆動速度と前記負荷部材の変位量の時間微分である変位速度とから、仮想速度を算出し、
前記位置指令値と前記変位量との位置偏差に基づく目標速度に、前記仮想速度が追従するようにフィードバック制御を行う、
制御システム。 - 前記外側ループでは、前記位置偏差に対してP制御を行い、
前記内側ループでは、前記目標速度と前記仮想速度との速度偏差に対してPI制御を行う請求項1に記載の制御システム。 - 前記外側ループには、前記位置指令値と前記負荷部材の前記変位量との前記位置偏差が入力される位相補償器が設けられており、
前記位相補償器で位相補償された位相補償値に基づいて、前記目標速度が求められている請求項1、又は2に記載の制御システム。 - 前記駆動手段と前記負荷部材との間に設けられた減速機の減速比をrとし、
前記駆動手段側の慣性モーメントをJM、前記駆動手段側の粘性摩擦係数をDMとし、
前記負荷部材側の慣性モーメントをJL、前記負荷部材側の粘性摩擦係数をDLとし、
JSRC=JM+JL/r、DSRC=DM+DL/rとすると、
前記慣性モーメントの前記重み付け比率が、JM/JSRCと(JL/r)/JSRCとなり、
前記粘性摩擦係数の前記重み付け比率が、DM/DSRCと(DL/r)/DSRCとなる請求項1〜3のいずれか1項に記載の制御システム。 - 負荷部材を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段側に設けられ、前記駆動手段の駆動量に関する情報を第1センサ情報として検出する第1センサと、
前記負荷部材側に設けられ、前記負荷部材の変位量に関する情報を第2センサ情報として検出する第2センサと、
を備えた制御システムにおいて、内側ループと外側ループとを有する2重フィードバック制御により、前記駆動手段を制御する制御方法であって、
前記外側ループでは、前記負荷部材の変位量が位置指令値に追従するように、フィードバック制御を行い、
内側ループでは、
共振の中心となる節点に応じた重み付け比率を用いて、前記駆動量の時間微分である駆動速度と前記変位量の時間微分である変位速度とから、仮想速度を算出し、
前記位置指令値と前記変位量との位置偏差に基づく目標速度に、前記仮想速度が追従するようにフィードバック制御を行う、
制御方法。 - 負荷部材を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段側に設けられ、前記駆動の駆動量に関する情報を第1センサ情報として検出する第1センサと、
前記負荷部材側に設けられ、前記負荷部材の変位量に関する情報を第2センサ情報として検出する第2センサと、を備えた制御システムを、内側ループと外側ループとを有する2重フィードバック制御により制御する制御方法をコンピュータに実行させるための制御プログラムであって、
前記外側ループでは、前記負荷部材の変位量が位置指令値に追従するように、フィードバック制御を行い、
内側ループでは、
共振の中心となる節点に応じた重み付け比率を用いて、前記駆動量の時間微分である駆動速度と前記変位量の時間微分である変位速度とから、仮想速度を算出し、
前記位置指令値と前記変位量との位置偏差に基づく目標速度に、前記仮想速度が追従するようにフィードバック制御を行う、
制御プログラム。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6786024B1 (ja) * | 2020-03-04 | 2020-11-18 | 三菱電機株式会社 | 免振制御装置および免振制御方法 |
JP2022520877A (ja) * | 2019-02-22 | 2022-04-01 | コヴィディエン リミテッド パートナーシップ | ロボット手術システム用入力整形器 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPH02190911A (ja) * | 1989-01-20 | 1990-07-26 | Hitachi Ltd | ロボットの動作制御方法 |
JP2004080973A (ja) * | 2002-08-22 | 2004-03-11 | Yaskawa Electric Corp | フルクローズド制御装置 |
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JP2014164498A (ja) * | 2013-02-25 | 2014-09-08 | Univ Of Tokyo | 制御システム、外乱推定システム、制御方法、制御プログラム及び設計方法 |
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2017
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