JP2019168777A - 制御系設計支援装置、制御系設計支援方法、及び制御系設計支援プログラム - Google Patents
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Abstract
Description
2 :開ループ伝達関数算出部
3 :分離部
4 :角度算出部
5 :閾値設定部
6 :ゲイン算出部
7 :選定部
100 :工作機械
101 :サーボモータ
102 :テーブル
103 :ボールねじ
104 :ねじ部
105 :ナット部
106 :回転支持ブラケット
Claims (8)
- 制御システムの開ループ伝達関数を、線形要素の伝達関数を含み、予め設定されたゲイン定数を有する関数である線形関数と、非線形要素の記述関数の逆関数に−1を乗じた関数である非線形関数とに分離する分離部と、
複素平面上において、前記非線形要素への入力信号の振幅の値を前記非線形関数に入力したときの出力点と原点とを結ぶ線分を直角三角形の底辺とし、前記入力信号を前記非線形要素に与えた場合の出力における所定の次数の高調波の振幅の値を持つ線分を前記直角三角形の対辺とした場合に、前記底辺と前記直角三角形の斜辺のなす角度を算出する角度算出部と、
前記角度に基づいて位相閾値を設定する閾値設定部と、
前記線形関数の周波数応答における位相の最小値が前記位相閾値以上となる最大の前記ゲイン定数を第1ゲイン定数として算出するゲイン算出部と、
を備える制御系設計支援装置。 - 前記閾値設定部は、−180度に前記角度を加算した値から−90度の範囲において前記位相閾値を設定する請求項1に記載の制御系設計支援装置。
- 前記ゲイン算出部は、複素平面上において、前記線形関数の周波数応答を示す軌跡と、前記非線形要素への前記入力信号の振幅の値を前記非線形関数に入力したときの応答を示す軌跡とが交差しない条件を満たす、前記ゲイン定数の最大値を第2ゲイン定数として算出する請求項1または2に記載の制御系設計支援装置。
- 前記ゲイン算出部は、複素平面上において、前記線形関数の周波数応答を示す軌跡と、前記非線形要素への前記入力信号の振幅の値を前記非線形関数に入力したときの応答を示す軌跡とが交差している場合において、振幅が予め設定した最大許容振幅未満であり、周波数が最大許容周波数未満である自励振動が発生するときの前記ゲイン定数の最大値を第3ゲイン定数として算出する請求項3に記載の制御系設計支援装置。
- 前記ゲイン算出部において算出された前記第1ゲイン定数、前記第2ゲイン定数、及び前記第3ゲイン定数の中から前記制御システムに対して予め設定された制御仕様を満たす前記ゲイン定数を選定する選定部を備える請求項4に記載の制御系設計支援装置。
- 前記制御仕様とは、応答速度である請求項5に記載の制御系設計支援装置。
- 制御システムの開ループ伝達関数を、線形要素の伝達関数を含み、予め設定されたゲイン定数を有する関数である線形関数と、符号が負である非線形要素の記述関数の逆関数に−1を乗じた関数である非線形関数とに分離する分離工程と、
複素平面上において、前記非線形要素への入力信号の振幅の値を前記非線形関数に入力したときの出力点と原点とを結ぶ線分を直角三角形の底辺とし、前記入力信号を前記非線形要素に与えた場合の出力における所定の次数の高調波の振幅の値を持つ線分を前記直角三角形の対辺とした場合に、前記底辺と前記直角三角形の斜辺のなす角度を算出する角度算出工程と、
前記角度に基づいて位相閾値を設定する閾値設定工程と、
前記線形関数の周波数応答における位相の最小値が前記位相閾値以上となる最大の前記ゲイン定数を第1ゲイン定数として算出するゲイン算出工程と、
を有する制御系設計支援方法。 - 制御システムの開ループ伝達関数を、線形要素の伝達関数を含み、予め設定されたゲイン定数を有する関数である線形関数と、符号が負である非線形要素の記述関数の逆関数に−1を乗じた関数である非線形関数とに分離する分離処理と、
複素平面上において、前記非線形要素への入力信号の振幅の値を前記非線形関数に入力したときの出力点と原点とを結ぶ線分を直角三角形の底辺とし、前記入力信号を前記非線形要素に与えた場合の出力における所定の次数の高調波の振幅の値を持つ線分を前記直角三角形の対辺とした場合に、前記底辺と前記直角三角形の斜辺のなす角度を算出する角度算出処理と、
前記角度に基づいて位相閾値を設定する閾値設定処理と、
前記線形関数の周波数応答における位相の最小値が前記位相閾値以上となる最大の前記ゲイン定数を第1ゲイン定数として算出するゲイン算出処理と、
をコンピュータに実行させるための制御系設計支援プログラム。
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