JP2718515B2 - サーボ制御方法 - Google Patents

サーボ制御方法

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    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41078Backlash acceleration compensation when inversing, reversing direction

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本発明はデジタル制御によりサーボモータを制御する
サーボ制御方法に係り、特に停止位置でのハンチングを
防止することができるサーボ制御方法に関する。
<従来技術> 通常のデジタルサーボ系において、位置指令としての
1パルスが入力されると、積分器の出力が1次関数的に
上昇していき、該積分器出力に応じたトルクが機械系の
静摩擦力を越えた時、機械系は移動を開始する。このよ
うなサーボ制御では、速度フィードバックループの不完
全積分項を切り換えることにより、短時間で駆動力を増
大させることができ、しかも停止時の位置偏差を零にす
ると共に、オーバシュートを小さくできる。すなわち、
位置偏差が所定値(例えば1)以上の時、上記不完全積
分項を小さく設定することにより、出力されるトルク指
令の増加率を1次関数的に設定し、位置指令が与えられ
てから実際に機械系が動きだす迄の時間の短縮、あるい
は1パルスでの移動を可能とする。また、位置偏差が所
定値以下の時は反対に不完全積分を大きく設定すること
により、トルク指令を指数関数的に減衰させて、機械系
の位置決めの際のオーバシュートをなくして位置決め精
度を向上させている。
<発明が解決しようとする課題> 上記のように従来のサーボ制御では、位置偏差が基準
値より小さくなった場合に不完全積分項を大きくするこ
とで、トルク指令を指数関数的に減衰し最終的には零に
することでオーバシュートの発生を防いでいた。
ところが、従来方式では停止中にモータがトルクを発
生していないために、機械系にばね要素とかねじれ要素
などの外乱トルクが加わるとモータが動かされ、それに
よって負の位置偏差を生じる。この結果、積分器による
トルク指令が増大し位置偏差を零にするような位置に戻
される。すると積分器によるトルク指令は零になるか
ら、再び外乱の影響を受け位置偏差を生じる。従って、
この過程を繰り返すことにより停止中にもかかわらず振
動するハンチングと呼ばれる現像が起きるという問題点
があった。
以上から本発明の目的は、1パルス送りに対する応答
精度を高レベルに維持すると共に、オーバシュートを防
止でき、しかも停止位置でのハンチングを防止すること
ができるサーボ制御方法を提供することである。
<課題を解決するための手段> 第1図は本発明の一実施例を示すブロック図である。
1は機械系、2は加算回路、3は演算ブロック、5は
速度制御部である。
<作用> 機械系1からの位置信号と移動指令との偏差Epを加算
回路2により演算し、該偏差Epが所定の基準値以下にな
った時点で速度制御ブロック5は、速度フィードバック
ループの不完全積分項k3を大きくし(例えばk3=1)、
該不完全積分項k3に基いて算出された積分値が設定値よ
り小さくなった時点で該不完全積分項k3を零に設定して
積分値を保持し、これにより前記速度フィードバックル
ープに出力されるトルク指令Tcmdを一定に保持する。な
お、トルク指令Tcmdは、機械系1の有する摩擦力以下の
一定値に保持する。
<実施例> 以下、本発明の一実施例を図面に従って詳細に説明す
る。
第1図はデジタルサーボ系での制御を実現するシステ
ムブロック図を示している。1は制御対象の機械系で、
ここではモータイナーシャJmにより代表される係数を含
む伝達関数により入出力関係が規定される。このサーボ
系に入力される移動指令は、バックラッシュ補正やピッ
チ誤差補正の信号と共に加算回路2に入力され、ここで
リニアスケール、インダクトシン、あるいはパルスコー
ダからフィードバックされる位置信号との偏差Epが演算
される。ポジションゲインKpを含む演算ブロック3は、
上記偏差Epから速度指令Vcmdを演算し、速度指令Vcmdが
加算回路4に入力され、ここでパルスコーダからフィー
ドバックされる速度信号Vfとの偏差Erが演算される。
5は速度制御部であり、速度制御ブロック5aと不完全
積分項切換部5bを有している。速度制御ブロック5aは、 の特性を有する積分器、k2・Erを算出する比例演算部、
Iおよびk2・Erを合成してトルク指令Tcmdを出力する加
算部等を有している。不完全積分項切換部5bは位置偏差
Epが基準値(例えば1)以上であるか否かに応じて、あ
るいは速度制御ブロック5aにおける積分値があらかじめ
決められた設定値より小さいか否かに応じて、速度制御
ブロック5aの不完全積分項k3を所定値に切り換えるよう
になっている。すなわち、目標位置に近づいて偏差Epが
所定の基準値以下になった時点で速度フィードバックル
ープの不完全積分項k3を大きくし(零から1にし)、該
不完全積分項k3に基いて算出された積分器出力i(=k1
・Er・exp(−k3))が設定値より小さくなった時点で
該不完全積分項k3を零に設定してその時の積分値k1・Er
を保持し、これにより前記速度フィードバックループに
出力されるトルク指令Tcmdを一定に保持する。なお、ト
ルク指令Tcmdは、機械系1の有する摩擦力以下の一定値
に保持する。この速度制御ブロック5から出力されるト
ルク指令Tcmdが電流制御ブロック6を介して機械系1を
駆動するサーボモータへの指令電流を決定している。本
発明の特徴は、上記速度制御ブロック5において偏差Ep
および積分値により、速度フィードバックループの不完
全積分項k3を制御して、スティックスリップ等による機
械系1でのオーバシュートを防止すると共に、停止中の
ハンチングを防止する。
次に上記速度制御ブロック5aでの不完全積分項k3の制
御について、第2図に示すアナログサーボ系とその信号
波形に参照しながら説明する。なお、第2図(a)にお
いて、4は速度指令Vcmdと速度信号Vfの差である速度偏
差Erを出力するアナログ加算回路であり、5aは速度制御
ブロックであり、増幅器12と該増幅器12に並列接続され
た2つの抵抗13,14の直列回路と抵抗14に並列接続され
たコンデンサ15を有している。抵抗13の抵抗値R1は、第
1図の速度制御ブロック5aの比例ゲインk2に対応し、抵
抗14の抵抗値R2は不完全積分項k3に対応し、抵抗14と並
列に接続されたコンデンサ15の容量C1は、速度制御ブロ
ック5aの積分ゲインk1に対応する。
まず、偏差Epによる不完全積分項k3の制御について説
明する。第2図(b)において、時刻t1に1パルスの移
動指令が入力されて位置偏差Epが基準値(=1)になっ
た時、上記抵抗値R2を無限大にする(不完全積分項を零
にする)。これにより、トルク指令Tcmdは以後時間に比
例する直線aに沿って上昇し、機械系1の静摩擦特性に
応じたトルクTs以上になり、時刻t2において1パルス分
の移動が行われる。この移動により位置偏差Epが基準値
以下になると(零になると)、上記抵抗R2を所定値にし
て不完全積分ゲインを大きな値(=1)にする。つま
り、機械系1の移動開始前から抵抗R2を小さくしておく
と(不完全積分項を大にしておくと)、同図(b)の点
線a′に示す曲線に沿って緩やかにトルクが増加するの
で、1パルスの移動指令があっても静摩擦トルクに打ち
勝てず、バッククラッシュがあるように見え、位置決め
精度が劣化する。反対に、機械系1の移動開始(t2の時
刻)の後もなお抵抗R2を無限大のままにしておくと(不
完全積分項を零にしておくと)、移動開始後の機械系に
一点鎖線bで示すように過大なオーバシュートを生じ
る。
しかし、前述のように機械系1からの位置信号と移動
指令との偏差Epが所定の基準値を越えた時点を検出し、
速度フィードバックループの積分ゲインに含まれる不完
全積分項k3を制御すれば、第2図(b)に示す実線cの
ようなトルク指令曲線となり、余分なトルクがオーバシ
ュートを引き起こさないですむ。
次に速度制御ブロック5aの積分値による不完全積分項
k3の制御について説明する。第2図(c)において、時
刻t1に1パルスの移動指令が入力されると、トルク指令
Tcmdは時間に比例する直線aに沿って上昇し、機械系1
の静摩擦特性に応じた所定の値Ts以上になった時刻t2
実際の位置移動が行われる。時刻t2にパルス相当の移動
が検出された時、上記抵抗R2に相当する不完全積分項k3
を大きくし、トルク指令Tcmdを指数関数的に減衰させ
る。トルク指令Tcmdが減衰して機械系1の有する摩擦力
Ts以下に設定された一定値Tcに達すると(時刻t3)、不
完全積分項k3を零に再設定し、その時の積分値(トルク
指令)k1・Erを一定に保持する。上記のような制御によ
り、オーバシュートすることなく停止することができ、
且つ停止中に摩擦力を越えない一定のトルクを加えるこ
とにより停止時のハンチングを防ぐことができる。
第3図は本発明の処理の流れ図であり、1パルス分の
位置指令であった場合についてステップ順に説明する。
演算ブロック3で偏差Epに基いて演算された速度指令Vc
mdと、速度フィードバックループから得られる速度信号
Vfとを、加算回路4においてEr=Vcmd−Vfにより演算
し、速度信号偏差Erを算出する(ステップ101〜103)。
次に不完全積分項切換部5bにおいて位置偏差Epが所定
の基準値(=1)以下かチェックし(ステップ104)、
基準値以下であれば更に速度制御ブロック5aの積分器出
力i(=k1・Er・exp(−k3t))が設定値Ts以下である
かチェックする(ステップ105)。
ステップ104の判断で位置偏差Epが所定の基準値(=
1)以上であれば、例えば1パルス入力があり移動する
前であれば、換言すれば第2図(c)の時刻t1→t2の間
は不完全積分項k3を小さく(零に)設定し(ステップ10
8)、順次加算される偏差Erに応じて直線的に増加する
積分器出力i(=k1・Er・t)によりトルク指令Tcmd
(=i+k2・Er)を算出し(ステップ107)、これを速
度フィードバックループに出力する。
一方、位置偏差Epが所定の基準値以下(Ep=0)で、
且つ積分器出力iが設定値Tc以上であれば、換言すれば
第2図(c)の時刻t2→t3の間は不完全積分項k3を大き
く、例えばk3=1に設定し(ステップ106)、該不完全
積分項k3に基いて算出された積分器出力i(=k3・Er・
exp(−k3t))によりトルク指令Tcmd(=i+k2・Er)
を算出し(ステップ107)、これを速度フィードバック
ループに出力する。
また、ステップ105の判断で積分器出力iが設定値よ
りも小さくなれば、換言すれば第2図(c)の時刻t3
降は不完全積分項k3を零に再設定し(ステップ108)、
該一定の積分器出力によりトルク指令Tcmdを算出し(ス
テップ107)、これを速度フィードバックループに出力
する。
<発明の効果> 以上本発明によれば、機械系からの位置信号と移動指
令との偏差を演算し、該偏差が所定の基準値以下になっ
た時点で速度フィードバックループの不完全積分項を大
きくし、該不完全積分項に基いて算出された積分値が設
定値より小さくなった時点で該不完全積分項を零に設定
して積分値を保持し、これにより前記速度フィードバッ
クループに出力されるトルク指令を保持するように構成
したから、1パルス送りに対する応答精度を高レベルに
維持すると共に、オーバシュートを防止でき、位置偏差
を零としたうえで停止位置でのハンチングを防止するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図、 第2図(a)は同実施例をアナログサーボ系の場合に対
応させた回路構成図、 第2図(b)は偏差Epによる不完全積分項k3の制御説明
図、 第2図(c)は積分値による不完全積分項k3の制御説明
図、 第3図は本発明の処理の流れ図。 1……機械系、 2……加算回路、 3……演算ブロック、 5……速度制御部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−273115(JP,A) 特開 昭63−123107(JP,A) 特開 昭62−182803(JP,A) 特開 昭60−5306(JP,A) 特開 昭55−10269(JP,A) 特開 昭63−70303(JP,A)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】機械系との間で位置フィードバックと速度
    フィードバックのループを有するサーボ制御方法におい
    て、 機械系からの位置信号と移動指令との偏差を演算し、該
    偏差が所定の基準値以下になった時点で速度フィードバ
    ックループの不完全積分項を大きくし、 該不完全積分項に基いて算出された積分値が設定値より
    小さくなった時点で該不完全積分項を零に設定して積分
    値を保持し、これにより前記速度フィードバックループ
    に出力されるトルク指令を保持することを特徴とするサ
    ーボ制御方法。
  2. 【請求項2】前記トルク指令は、機械系の有する摩擦力
    以下の一定値に保持することを特徴とする特許請求の範
    囲第1項記載のサーボ制御方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999044108A1 (en) * 1998-02-27 1999-09-02 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Synchronization controller
JP4876950B2 (ja) * 2007-02-13 2012-02-15 株式会社明電舎 モータの可変速制御装置
JP5382566B2 (ja) * 2008-03-21 2014-01-08 株式会社ダイヘン インピーダンス整合装置
CN114706357B (zh) * 2022-05-31 2022-09-09 江苏中科云控智能工业装备有限公司 基于5g通信的工控设备信息化控制指令传输系统
CN117162808B (zh) * 2023-11-02 2024-02-02 凡己科技(苏州)有限公司 一种工业车辆驻坡控制方法、控制装置及动力系统

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS605306A (ja) * 1983-06-24 1985-01-11 Fanuc Ltd サ−ボ制御装置
JPS62182803A (ja) * 1986-02-05 1987-08-11 Omron Tateisi Electronics Co 位置制御装置

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