JP2638594B2 - デイジタルサーボシステム - Google Patents

デイジタルサーボシステム

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディジタルサーボシステムに関し、特に摩
擦抵抗の少い対象物を移動させるのに適したディジタル
サーボシステムに関する。
〔従来の技術〕
第３図はディジタルサーボシステムにおける主な制御
信号の流れを伝達関数等を用いて示した図である。
位置指令を受けると、位置（モータ回転角度θ）のフ
ィードバックにより、該位置指令からの偏差を検出し、
これを増幅（Kp）して速度指令Vcmdとして出力する。該
速度指令は速度（モータ回転角度ω）のフィードバック
の値と比較され、その偏差Ｅが検出され、該偏差Ｅが増
幅されてトルク指令Tcmdとして出力される。該トルク指
令が摩擦抵抗等の負荷よりも大きいならば、モータを駆
動させることができる。
従来前記トルク指令は第２図（２）に示されるように
伝達関数K1/s（K1は比例積分のための定数）を近似する
波形の出力となっていた。つまり、速度指令Vcmdから速
度フィードバックの値を差し引いた値Ｅが０でない時
は、トルク指令は該Ｅに比例した傾きを有する直線上に
増加する積分波形を有し、該Ｅが０になっても、そのま
まの値を維持するという形をなしていた。このようなト
ルク指令は、摩擦抵抗の大きい対象物を駆動するような
システムにおいては、摩擦抵抗に打勝つまでトルクが増
加するようにしているので有効であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、前述のような（第２図（２）に示すよ
うな）波形を有するトルク指令は、摩擦抵抗の小さい対
象物を駆動する際には、一旦速度指令を出力するとトル
ク指令は直線的に増加し、速度指令と速度フィードバッ
クとの差が０となった後も減少することなく高いトルク
指令値が維持されるので、維持対象物はそのまま目的と
する位置を通り過ぎて移動し続ける。すると、次に、こ
の速度、または位置の行き過ぎが検出されて今度は前と
は逆方向へのトルク指令が出され、逆方向に移動し続け
てまた目的とする位置を通り過ぎる。以下同様にして、
該移動対象物は、停止すべき位置の辺りで振動する。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明のディジタルサーボシステムの構成を第１図に
示す。
１は、対象物の実際の位置を検出する位置検出手段、 ２は、前記対象物の実際の位置の指令された所定の位
置からの偏差を検出して出力する位置偏差検出手段、 ３は、前記位置偏差検出手段の出力に応じて前記対象
物を移動させるための速度指令値を出力する速度指令発
生手段、 ４は、前記対象物の実際の移動速度を検出する速度検
出手段、 ５は、前記対象物の実際の移動速度の前記速度指令値
からの偏差を検出して出力する速度偏差検出手段、 ６は、前記速度偏差検出手段の出力に応じてモータへ
のトルク指令値を出力するトルク指令発生手段、 ７は、前記トルク指令によって前記対象物を移動させ
るモータ駆動手段である。
上記の構成において、本発明によれば、前記トルク指
令手段におけるトルク指令値が前記速度偏差検出手段の
出力に応じた所定の飽和値を有し、かつ、前記速度偏差
検出手段の出力が０となることにより速やかに減少し０
に近づくようにしている。
〔作 用〕
本発明によれば、トルク指令値が、速度指令値と速度
フィードバックとの差の値が０となるや否や、速やかに
減少して０に近づくので、やがてシステムの摩擦抵抗力
によって移動対象物は停止させられるので、目的の停止
位置を大きく行き過ぎることを繰り返して振動するよう
なことはない。
〔実施例〕
本発明を適用するディジタルサーボシステムの基本的
構成は、前述のように第１図に示す通りである。第１図
中、速度検出手段４と位置検出手段１は、パルスエンコ
ーダと該パルスエンコーダの出力を計数するカウンタと
からなる。ここで速度検出手段４を構成するカウンタは
ロック周期毎に前記パルスエンコーダ出力を計数するこ
とにより速度情報を得る。モータ駆動手段７は、第４図
に示すように、ディジタルのトルク指令値をアナログに
変換するD/A変換器10、スイッチングアンプ20、および
モータ30からなる。第４図に示すように上記のモータ駆
動手段の構成要素と上記パルスエンコーダ40以外は全て
マイクロコンピュータによるディジタル数値制御手段で
ある。
ここで本発明の特徴である。トルク指令値について説
明する。第２図（３）は本実施例によるトルク指令の例
を示す図である。
第２図（１）で示される速度指令Vcmdから速度フィー
ドバックの値を差し引いた値が０でなくなると、第２図
（３）においてTcmd nで示される値は例えば2msec周期
のクロック毎に更新されて、トルク指令値は第２図
（３）のような形で増加するがやがて級数の収束値 にて飽和して一定となる。ここで、ｒは、０＜ｒ＜１を
満たす係数である。次にＥ＝０となると級数Tcmdnはｒ
の比で減少して０へと近づくが、移動対象物の摩擦抵抗
の力と均衡とする値までトルク値が下がると、ここで該
移動対象物は停止する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、速度指令値からの実際の速度の偏差
が０となると直ちにトルク指令値は減少し始めやがて移
動対象物は摩擦抵抗によって停止するので、該移動対象
物が停止位置を大幅に行き過ぎたり、停止すべき位置の
辺りで振動したりすることがない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明を適用するディジタルサーボシステムの
基本的構成を示す図、 第２図はトルク指令値を従来（２）と本発明の実施例
（３）とにおいて比較対照して示した図、 第３図は本発明を適用するディジタルサーボシステムの
制御信号の流れを示すブロック線図、 第４図は本発明の実施例におけるディジタルサーボシス
テムのハードウェア構成例を示す図である。 （符号の説明） １……位置検出手段、２……位置偏差検出手段、 ３……速度指令発生手段、４……速度検出手段、 ５……速度偏差検出手段、 ６……トルク指令発生手段、 ７……モータ駆動手段、10……D/A変換器、 20……スイッチングアンプ、 30……モータ、 40……パルスエンコーダ、 100……マイクロコンピュータ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松原 俊介 日野市旭が丘３丁目５番地１ ファナッ ク株式会社商品開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−81615（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−71282（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−46413（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】対象物の実際の位置を検出する位置検出手
    段と、 前記対象物の実際の位置の指令された所定の位置からの
    偏差を検出して出力する位置偏差検出手段と、 前記位置偏差検出手段の出力に応じて前記対象物を移動
    させるための速度指令値を出力する速度指令発生手段
    と、 前記対象物の実際の移動速度を検出する速度検出手段
    と、 前記対象物の実際の移動速度の前記速度指令値からの偏
    差を検出して出力する速度偏差検出手段と、 前記速度偏差検出手段の出力に応じてモータへのトルク
    指令値を出力するトルク指令発生手段と、 前記トルク指令によって前記対象物を移動させるモータ
    駆動手段とを有するディジタルサーボシステムであっ
    て、 前記トルク指令値が、前記速度偏差検出手段の０以外の
    出力に応じて、該出力に応じた所定の飽和値を超えない
    範囲で増加し、その後、前記速度偏差検出手段の出力が
    ０となることにより速やかに減少し０に近づくことを特
    徴とするディジタルサーボシステム。
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