JP2503415B2 - マスタ・スレ−ブマニピュレ−タの制御方法 - Google Patents
マスタ・スレ−ブマニピュレ−タの制御方法Info
- Publication number
- JP2503415B2 JP2503415B2 JP61098156A JP9815686A JP2503415B2 JP 2503415 B2 JP2503415 B2 JP 2503415B2 JP 61098156 A JP61098156 A JP 61098156A JP 9815686 A JP9815686 A JP 9815686A JP 2503415 B2 JP2503415 B2 JP 2503415B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- slave
- master
- speed
- gain
- deviation
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、マスタ・スレーブマニピュレータの制御方
法に関し、スレーブ側の慣性モーメントが小さい場合に
おいてマスタ側に対するスレーブ側の追従性が良好にな
るよう改良したものである。
法に関し、スレーブ側の慣性モーメントが小さい場合に
おいてマスタ側に対するスレーブ側の追従性が良好にな
るよう改良したものである。
B.発明の概要 本発明はスレーブ側の速度遅れによる偏差に基づく量
を考慮してマスタ位置とスレーブ位置の偏差に基づく量
を補正し、この補正値を速度サーボ系の速度指令とする
ものである。
を考慮してマスタ位置とスレーブ位置の偏差に基づく量
を補正し、この補正値を速度サーボ系の速度指令とする
ものである。
C.従来の技術 第３図は従来技術に係るマスタ・スレーブマニピュレ
ータの制御系を示すブロック図である。同図中、▲＊ θ
▼は位置指令、即ちマスタの位置、θANSはスレーブの
位置、 は速度指令、ANSはスレーブの速度、PMはマスタの位
置センサゲイン、PSはスレーブの位置センサゲイン、Ke
は位置サーボゲイン、Ksはスレーブの速度センサゲイ
ン、Kmは速度サーボゲイン、Ktはモータのトルク定数、
Ｊはモータ軸換算慣性モーメント、Ｆはモータ軸換算摩
擦抵抗、Nsはスレーブ側減速比、Ｅ（ｓ）はマスタスレ
ーブ間の位置偏差である。
ータの制御系を示すブロック図である。同図中、▲＊ θ
▼は位置指令、即ちマスタの位置、θANSはスレーブの
位置、 は速度指令、ANSはスレーブの速度、PMはマスタの位
置センサゲイン、PSはスレーブの位置センサゲイン、Ke
は位置サーボゲイン、Ksはスレーブの速度センサゲイ
ン、Kmは速度サーボゲイン、Ktはモータのトルク定数、
Ｊはモータ軸換算慣性モーメント、Ｆはモータ軸換算摩
擦抵抗、Nsはスレーブ側減速比、Ｅ（ｓ）はマスタスレ
ーブ間の位置偏差である。
かかるマスタ・スレーブマニピュレータにおいて、ス
レーブ側の各関節の位置制御は、位置指令▲＊ θ▼とス
レーブの位置θANSの位置偏差Ｅ（ｓ）を増幅し、速度
指令 として速度サーボループへ入力するとともに、速度指令 とスレーブの速度ANSとの偏差を増幅してモータに電
流を流し、モータがその電流をトルクに変換して回転を
はじめ更に、減速機でトルクを増幅して関節を動かすこ
とにより行なっている。なお、第３図中の はこのときの応答遅れを示す量である。
レーブ側の各関節の位置制御は、位置指令▲＊ θ▼とス
レーブの位置θANSの位置偏差Ｅ（ｓ）を増幅し、速度
指令 として速度サーボループへ入力するとともに、速度指令 とスレーブの速度ANSとの偏差を増幅してモータに電
流を流し、モータがその電流をトルクに変換して回転を
はじめ更に、減速機でトルクを増幅して関節を動かすこ
とにより行なっている。なお、第３図中の はこのときの応答遅れを示す量である。
D.発明が解決しようとする問題点 ところが、上記従来技術においては、スレーブ側の慣
性モーメントが小さい場合でも、スレーブ側の速度は、
マスタ側の速度よりも遅れてしまい、この結果スレーブ
側の位置はマスタ側に対し遅れて追従する。第４図はこ
のことを示している。同図中、●印はマスタ位置（ラジ
アン）、■印はスレーブ位置（ラジアン）、▽印はマス
タ速度（ラジアン／秒）及び△印はスレーブ速度（ラジ
アン／秒）を夫々示している。
性モーメントが小さい場合でも、スレーブ側の速度は、
マスタ側の速度よりも遅れてしまい、この結果スレーブ
側の位置はマスタ側に対し遅れて追従する。第４図はこ
のことを示している。同図中、●印はマスタ位置（ラジ
アン）、■印はスレーブ位置（ラジアン）、▽印はマス
タ速度（ラジアン／秒）及び△印はスレーブ速度（ラジ
アン／秒）を夫々示している。
このようにスレーブ側の速度がマスタ側の速度よりも
遅れてしまい、スレーブ側がマスタ側に遅れて追従する
という点は、マスタを操作する人間のいらいらや疲労の
原因となり、操作性及び作業効率を著しく悪化させる。
遅れてしまい、スレーブ側がマスタ側に遅れて追従する
という点は、マスタを操作する人間のいらいらや疲労の
原因となり、操作性及び作業効率を著しく悪化させる。
本発明は、上記従来技術に鑑み、スレーブ側の慣性モ
ーメントが小さい場合でもマスタ側に対するスレーブ側
の速度の遅れによる位置偏差を除去し得るマスタ・スレ
ーブマニピュレータの制御方法を提供することを目的と
する。
ーメントが小さい場合でもマスタ側に対するスレーブ側
の速度の遅れによる位置偏差を除去し得るマスタ・スレ
ーブマニピュレータの制御方法を提供することを目的と
する。
E.問題点を解決するための手段 上記目的を達成する本発明は次の知見を基礎とするも
のである。即ち、第３図に示す制御系において、マスタ
・スレーブ間の位置偏差Ｅ（ｓ）を求めると、 となる。このうちPM（Ｆ＋Km・Kt・Ks）・Ｓに関する項
が速度遅れによる偏差を表わしている。
のである。即ち、第３図に示す制御系において、マスタ
・スレーブ間の位置偏差Ｅ（ｓ）を求めると、 となる。このうちPM（Ｆ＋Km・Kt・Ks）・Ｓに関する項
が速度遅れによる偏差を表わしている。
そこで、本発明では式のPM（Ｆ＋Km・Kt・Ks）・Ｓ
に関する項が消去されるよう、スレーブ側の速度遅れに
よる偏差に基づく量である速度偏差補償ゲインという量
を導入し、これを考慮して速度サーボ系の速度指令とし
ている。
に関する項が消去されるよう、スレーブ側の速度遅れに
よる偏差に基づく量である速度偏差補償ゲインという量
を導入し、これを考慮して速度サーボ系の速度指令とし
ている。
F.作用 上記構成の本発明によれば、式からPM（Ｆ＋Km・Kt
・Ks）・Ｓに関する項が消去され位置偏差Ｅ（ｓ）は次
の様になる。
・Ks）・Ｓに関する項が消去され位置偏差Ｅ（ｓ）は次
の様になる。
G.実施例 以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。
第１図は本発明の制御系を示すブロック図である。同
図に示すように本実施例では、マスタ側の減速比NM、マ
スタの速度センサゲインKSM及びスレーブ側の速度遅れ
による偏差に基づく量である速度偏差補償ゲインKSCと
いう新たな量を導入している。ここに速度偏差補償ゲイ
ンKSCは次式で表わされる量である。
図に示すように本実施例では、マスタ側の減速比NM、マ
スタの速度センサゲインKSM及びスレーブ側の速度遅れ
による偏差に基づく量である速度偏差補償ゲインKSCと
いう新たな量を導入している。ここに速度偏差補償ゲイ
ンKSCは次式で表わされる量である。
本実施例では、マスタ側の速度Ｍをセンサで検出
し、速度偏差補償ゲインKSCを乗じ、この掛算による量
を、位置偏差Ｅ（ｓ）に位置サーボゲインKeを乗じた量
に加え、この加算による量を速度サーボ系の速度指令と
するものである。即ち、本実施例は、前記掛算による量
を、従来の速度サーボ系へフィードフォワードするもの
であり、第１図において点線で囲んだ部分のブロックが
従来のブロックに追加されている。
し、速度偏差補償ゲインKSCを乗じ、この掛算による量
を、位置偏差Ｅ（ｓ）に位置サーボゲインKeを乗じた量
に加え、この加算による量を速度サーボ系の速度指令と
するものである。即ち、本実施例は、前記掛算による量
を、従来の速度サーボ系へフィードフォワードするもの
であり、第１図において点線で囲んだ部分のブロックが
従来のブロックに追加されている。
このときの位置偏差Ｅ（ｓ）は次式で表わされる。
上記を参照すれば明らかな通り、本実施例によれば
式におけるPM（Ｆ＋Km・Kt・Ks）・Ｓに関する項が消
去されている。
式におけるPM（Ｆ＋Km・Kt・Ks）・Ｓに関する項が消
去されている。
第２図はスレーブ側の慣性モーメントが大きい場合に
本実施例を適用した場合の実験結果を示すグラフであ
る。同図と第４図とを比較すれば明らかな通り、本実施
例によればマスタ側とスレーブ側の位置偏差が小さくな
っていることが分かる。
本実施例を適用した場合の実験結果を示すグラフであ
る。同図と第４図とを比較すれば明らかな通り、本実施
例によればマスタ側とスレーブ側の位置偏差が小さくな
っていることが分かる。
H.発明の効果 以上実施例とともに具体的に説明したように、本発明
によればスレーブ側の慣性モーメントが小さい場合にお
いて、マスタの位置及び速度に対してスレーブのそれら
をほぼ完全に一致させることができる。即ち、速度サー
ボ系に比例積分若しくは比例積分微分制御を用いた場合
においてもスレーブの追従を改善できる。したがって、
マスタの操作者のいらいらや疲労を改善し操作性、作業
効率を良好にすることができる。
によればスレーブ側の慣性モーメントが小さい場合にお
いて、マスタの位置及び速度に対してスレーブのそれら
をほぼ完全に一致させることができる。即ち、速度サー
ボ系に比例積分若しくは比例積分微分制御を用いた場合
においてもスレーブの追従を改善できる。したがって、
マスタの操作者のいらいらや疲労を改善し操作性、作業
効率を良好にすることができる。
第１図は本発明の実施例の制御系を示すブロック図、第
２図はそのマスタ側の位置及び速度に対するスレーブ側
の位置及び速度の応答特性を示すグラフ、第３図は従来
技術に係る制御系を示すブロック図、第４図そのマスタ
側の位置及び速度に対するスレーブ側の位置及び速度の
応答特性を示すグラフである。 図面中、 ▲＊ θ▼は位置指令、θANSはスレーブの位置、 は速度指令、ANSはスレーブの速度、PMはマスタの位
置センサゲイン、PSはスレーブの位置センサゲイン、Ke
は位置サーボゲイン、Ksはスレーブの速度センサゲイ
ン、Kmは速度サーボゲイン、Ktはモータのトルク定数、
Ｊはモータ軸換算慣性モーメント、Ｆはモータ軸換算摩
擦抵抗、Nsはスレーブ側減速比、Ｅ（ｓ）はマスタ・ス
レーブ間の位置偏差、NMはマスタ側の減速比、KSMはマ
スタの速度センサゲイン、KSCは速度偏差補償ゲインで
ある。
２図はそのマスタ側の位置及び速度に対するスレーブ側
の位置及び速度の応答特性を示すグラフ、第３図は従来
技術に係る制御系を示すブロック図、第４図そのマスタ
側の位置及び速度に対するスレーブ側の位置及び速度の
応答特性を示すグラフである。 図面中、 ▲＊ θ▼は位置指令、θANSはスレーブの位置、 は速度指令、ANSはスレーブの速度、PMはマスタの位
置センサゲイン、PSはスレーブの位置センサゲイン、Ke
は位置サーボゲイン、Ksはスレーブの速度センサゲイ
ン、Kmは速度サーボゲイン、Ktはモータのトルク定数、
Ｊはモータ軸換算慣性モーメント、Ｆはモータ軸換算摩
擦抵抗、Nsはスレーブ側減速比、Ｅ（ｓ）はマスタ・ス
レーブ間の位置偏差、NMはマスタ側の減速比、KSMはマ
スタの速度センサゲイン、KSCは速度偏差補償ゲインで
ある。
Claims (1)
- 【請求項１】マスタに対しスレーブが追従するとともに
スレーブ側の慣性モーメントが小さいマスタ・スレーブ
マニピュレータの制御方法において、 センサで検出したマスタ速度にスレーブ側の速度遅れに
よる偏差に基づく量である速度偏差補償ゲインKSCを乗
じ、この掛算による量を、マスタ位置とスレーブ位置の
偏差に位置サーボゲインを乗じた量に加え、この加算に
よる量を速度サーボ系の速度指令とするとともに、 上記速度偏差補償ゲインKSCは次式 すなわち、KSC＝PM・NS・（Ｆ＋Km・Kt・Ks）/Ps・NM・
KSM・Km・Kt 但し、PM ;マスタの位置センサゲイン NS ;スレーブ側減速比 F ;モータ軸換算摩擦抵抗 Km ;速度サーボゲイン Kt ;モータのトルク定数 Ks ;スレーブの速度センサゲイン PS ;スレーブの位置センサゲイン NM ;マスタ側の減速比 KSM;マスタの速度センサゲイン で演算したことを特徴とするマスタ・スレーブマニピュ
ーレータの制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098156A JP2503415B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | マスタ・スレ−ブマニピュレ−タの制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61098156A JP2503415B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | マスタ・スレ−ブマニピュレ−タの制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62255087A JPS62255087A (ja) | 1987-11-06 |
| JP2503415B2 true JP2503415B2 (ja) | 1996-06-05 |
Family
ID=14212276
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61098156A Expired - Fee Related JP2503415B2 (ja) | 1986-04-30 | 1986-04-30 | マスタ・スレ−ブマニピュレ−タの制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2503415B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2527393B2 (ja) * | 1990-11-15 | 1996-08-21 | 三星電子株式会社 | ロボット位置制御装置及び制御方法 |
| JP5246672B2 (ja) * | 2011-02-17 | 2013-07-24 | 独立行政法人科学技術振興機構 | ロボットシステム |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60217075A (ja) * | 1984-04-12 | 1985-10-30 | 三菱重工業株式会社 | マスタ−スレ−ブマニプレ−タの制御方法 |
| JPS6179583A (ja) * | 1984-09-27 | 1986-04-23 | 株式会社東芝 | マスタ・スレ−ブマニピユレ−タの制御方法 |
-
1986
- 1986-04-30 JP JP61098156A patent/JP2503415B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62255087A (ja) | 1987-11-06 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2573120B2 (ja) | 同期形交流サーボモータの速度制御方法及び制御装置 | |
| EP0311127B1 (en) | Control device for servo motor | |
| US8040098B2 (en) | Position controller | |
| US6211636B1 (en) | Pressing machine and motor torque control method in pressing machine | |
| JP2503415B2 (ja) | マスタ・スレ−ブマニピュレ−タの制御方法 | |
| JP3292951B2 (ja) | 位置制御装置 | |
| JP2663526B2 (ja) | アクチュエータの制御装置 | |
| JP2503414B2 (ja) | マスタ・スレ−ブマニピュレ−タの制御方法 | |
| JP3220589B2 (ja) | メカニカルシステムの制御装置 | |
| US20050222695A1 (en) | Sliding mode controller position control device | |
| JPH05252779A (ja) | ロボットのサーボ制御装置 | |
| JPS633556B2 (ja) | ||
| JP2959270B2 (ja) | 外乱推定補償器 | |
| JPH0519862A (ja) | サーボ制御装置 | |
| JPH0445306B2 (ja) | ||
| JP3307564B2 (ja) | サーボ系の駆動制御装置 | |
| JP2681969B2 (ja) | 可変構造系によるクーロン摩擦の補償方法 | |
| JP3870028B2 (ja) | フルクローズド位置制御装置 | |
| JP2851448B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| JP2923993B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
| JP2896280B2 (ja) | 電動機の制御装置 | |
| JPH01129793A (ja) | 電動機のトルク制御方式 | |
| JP3589251B2 (ja) | 速度フィードバック遅れ補正方法 | |
| JPS5969279A (ja) | バイラテラルサーボマニピユレータ制御方法 | |
| JPS63234888A (ja) | サ−ボ制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |