JP2841558B2 - 減速機のバックラッシュを補償したトルク制御方法 - Google Patents
減速機のバックラッシュを補償したトルク制御方法Info
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- JP2841558B2 JP2841558B2 JP26085889A JP26085889A JP2841558B2 JP 2841558 B2 JP2841558 B2 JP 2841558B2 JP 26085889 A JP26085889 A JP 26085889A JP 26085889 A JP26085889 A JP 26085889A JP 2841558 B2 JP2841558 B2 JP 2841558B2
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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、アクチュエータの減速機を有するギアのバ
ックラッシュを補償するトルク制御方法に関する。
ックラッシュを補償するトルク制御方法に関する。
マニピュレータに高度ないし柔軟な作業を行わせよう
とするとき、各関節に組み込まれたアクチュエータの力
制御を行う必要がある。
とするとき、各関節に組み込まれたアクチュエータの力
制御を行う必要がある。
ここで、従来はアクチュエータの出力トルクを制御し
ようとする場合、アクチュエータ出力軸のトルクを検出
し、フィードバックしてPI制御等を行い、トルク制御を
行ってきた。
ようとする場合、アクチュエータ出力軸のトルクを検出
し、フィードバックしてPI制御等を行い、トルク制御を
行ってきた。
例えば特開昭63−308613号公報には、制御装置側から
供給される位置指令とサーボ系側から返送される位置フ
ィードバック信号との偏差量が零になるのを待って、制
御装置側から予め送出されサーボ系側で保持されている
バックラッシュの補正データを位置偏差量に加えるサー
ボモータの制御方式が提案されている。
供給される位置指令とサーボ系側から返送される位置フ
ィードバック信号との偏差量が零になるのを待って、制
御装置側から予め送出されサーボ系側で保持されている
バックラッシュの補正データを位置偏差量に加えるサー
ボモータの制御方式が提案されている。
また、特開昭63−219009号公報には、フルクローズド
ループ制御方式における数値制御方式において、各軸に
対するパルス分配の移動方向が変わったとき、移動方向
が変わった軸に対し正規の指令分配パルスに加えてバッ
クラッシュに相当する補正パルスを与え、次のパルス分
配周期より、付加された補正パルス分を減じるようにし
たバックラッシュ補正方式が提案されている。
ループ制御方式における数値制御方式において、各軸に
対するパルス分配の移動方向が変わったとき、移動方向
が変わった軸に対し正規の指令分配パルスに加えてバッ
クラッシュに相当する補正パルスを与え、次のパルス分
配周期より、付加された補正パルス分を減じるようにし
たバックラッシュ補正方式が提案されている。
ところが前記従来の方式では、いずれも、バックラッ
シュを補正した後の制御方式は単なるPI制御のため応答
速度が遅くなるという問題があった。
シュを補正した後の制御方式は単なるPI制御のため応答
速度が遅くなるという問題があった。
また、定常偏差を小さくする目的で積分時定数もある
程度大きくとる必要があるため、オーバーシュート量が
大きくなり、そのためにゲインが制限される等の問題点
があった。
程度大きくとる必要があるため、オーバーシュート量が
大きくなり、そのためにゲインが制限される等の問題点
があった。
本発明は、このような従来の問題点を解消し、応答速
度を早め、ゲインを高く設定できるようにすることを目
的とする。
度を早め、ゲインを高く設定できるようにすることを目
的とする。
この目的を達成するため、本発明の減速機のバックラ
ッシュを補償したトルク制御方法は、アクチュエータへ
のトルク目標値に出力トルクをフィードバックし、その
偏差をPI制御してアクチュエータを駆動するトルク制御
方法において、前記アクチュエータに減速機を含む場
合、そのアクチュエータのバックラッシュ特性を表すト
ルク指令−出力トルク特性をテーブルに格納しておき、
トルク指令目標値とトルク偏差の正負とに基づいて前記
テーブルからバックラッシュ補正値を決定し、そのバッ
クラッシュ補正値をPI制御部より出力されるトルク指令
に加算して前記アクチュエータを駆動することを特徴と
する。
ッシュを補償したトルク制御方法は、アクチュエータへ
のトルク目標値に出力トルクをフィードバックし、その
偏差をPI制御してアクチュエータを駆動するトルク制御
方法において、前記アクチュエータに減速機を含む場
合、そのアクチュエータのバックラッシュ特性を表すト
ルク指令−出力トルク特性をテーブルに格納しておき、
トルク指令目標値とトルク偏差の正負とに基づいて前記
テーブルからバックラッシュ補正値を決定し、そのバッ
クラッシュ補正値をPI制御部より出力されるトルク指令
に加算して前記アクチュエータを駆動することを特徴と
する。
第１図は本発明のトルク制御方法のブロック図であっ
て、第１図において１はアクチュエータ（減速機を含
む）のトルク指令−出力トルク特性をもつテーブル、２
はPI制御部である。トルク目標値Tr ＊と出力トルクTDと
の偏差TEにより、テーブル１に従ってトルク指令補正値
をPI制御部２の出力に加えることによりトルク指令Trを
生成する。
て、第１図において１はアクチュエータ（減速機を含
む）のトルク指令−出力トルク特性をもつテーブル、２
はPI制御部である。トルク目標値Tr ＊と出力トルクTDと
の偏差TEにより、テーブル１に従ってトルク指令補正値
をPI制御部２の出力に加えることによりトルク指令Trを
生成する。
第１図においてトルク目標値を与え、そのトルク目標
値とトルク偏差によってテーブルを用いてトルク指令補
正値を決定し、PI制御部出力に加えること（フィードフ
ォワード）により、従来の制御方式よりもより高速な応
答が実現でき、ゲインも高くとれる。
値とトルク偏差によってテーブルを用いてトルク指令補
正値を決定し、PI制御部出力に加えること（フィードフ
ォワード）により、従来の制御方式よりもより高速な応
答が実現でき、ゲインも高くとれる。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
第１図は本発明のトルク制御方法のブロック図、第２
図はアクチュエータ（減速機部）のトルク指令−出力ト
ルクの関係を表す図である。第２図において、横軸はト
ルク指令、縦軸は出力トルクである。この図のように、
減速機は静止摩擦やガタの影響により、入力トルク−出
力トルクはバックラッシュ特性を描く。
図はアクチュエータ（減速機部）のトルク指令−出力ト
ルクの関係を表す図である。第２図において、横軸はト
ルク指令、縦軸は出力トルクである。この図のように、
減速機は静止摩擦やガタの影響により、入力トルク−出
力トルクはバックラッシュ特性を描く。
第１図の１はこのバックラッシュ特性をもったテーブ
ルである。実際には、動摩擦トルクは静止摩擦トルクよ
りも大きくなるので、バックラッシュ特性は図示のよう
に平行四辺形ではなく、傾斜した鼓形を呈する。
ルである。実際には、動摩擦トルクは静止摩擦トルクよ
りも大きくなるので、バックラッシュ特性は図示のよう
に平行四辺形ではなく、傾斜した鼓形を呈する。
いま、目標値Tr ＊が与えられたとするとアクチュエー
タ３へのトルク指令値はTr1かTr2のいずれかになる。こ
こでトルク偏差TEの正負をコンパレータ等の偏差正負判
断部４によって判別することにより、入力トルクをTr1
もしくはTr2に切り換える。すなわち、TE＞０のときは
第１図中の加え合わせ点ｂに第２図中のTE2だけ加え、
また、TE＜０のときはTE1だけ引くことにより、アクチ
ュエータ３の指令入力を切り換える。
タ３へのトルク指令値はTr1かTr2のいずれかになる。こ
こでトルク偏差TEの正負をコンパレータ等の偏差正負判
断部４によって判別することにより、入力トルクをTr1
もしくはTr2に切り換える。すなわち、TE＞０のときは
第１図中の加え合わせ点ｂに第２図中のTE2だけ加え、
また、TE＜０のときはTE1だけ引くことにより、アクチ
ュエータ３の指令入力を切り換える。
この方法により、第１図中のPI制御部２の積分時定数
は従来のPI制御部の場合より小さく設計してよい。
は従来のPI制御部の場合より小さく設計してよい。
以上に述べてきたように本発明によれば、制御系内部
に減速機のバックラッシュ特性をテーブルにもち、アク
チュエータへのトルク指令入力を切り換えることにより
減速機のバックラッシュを補償し、高速応答のトルク制
御を行うことができる。また、内部のテーブルにより指
令補正値を決定し、PI制御出力に加える方法であるため
積分時定数も小さくでき、オーバーシュート量も小さく
なるため、ゲインを大きくすることが可能となる。
に減速機のバックラッシュ特性をテーブルにもち、アク
チュエータへのトルク指令入力を切り換えることにより
減速機のバックラッシュを補償し、高速応答のトルク制
御を行うことができる。また、内部のテーブルにより指
令補正値を決定し、PI制御出力に加える方法であるため
積分時定数も小さくでき、オーバーシュート量も小さく
なるため、ゲインを大きくすることが可能となる。
第１図は本発明のトルク制御方法のブロック図、第２図
はアクチュエータのトルク指令−出力トルク特性を示す
図である。 1:テーブル、2:PI制御部 3:アクチュエータ 4:偏差正負判断部
はアクチュエータのトルク指令−出力トルク特性を示す
図である。 1:テーブル、2:PI制御部 3:アクチュエータ 4:偏差正負判断部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−308613（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−106009（ＪＰ，Ａ) 特公 平７−120179（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平６−73798（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 17/00 - 17/02 G05B 19/18
Claims (1)
- 【請求項１】アクチュエータへのトルク目標値に出力ト
ルクをフィードバックし、その偏差をPI制御してアクチ
ュエータを駆動するトルク制御方法において、前記アク
チュエータに減速機を含む場合、そのアクチュエータの
バックラッシュ特性を表すトルク指令−出力トルク特性
をテーブルに格納しておき、トルク指令目標値とトルク
偏差の正負とに基づいて前記テーブルからバックラッシ
ュ補正値を決定し、そのバックラッシュ補正値をPI制御
部より出力されたトルク指令に加算して前記アクチュエ
ータを駆動することを特徴とする減速機のバックラッシ
ュを補償したトルク制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26085889A JP2841558B2 (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | 減速機のバックラッシュを補償したトルク制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26085889A JP2841558B2 (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | 減速機のバックラッシュを補償したトルク制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03121509A JPH03121509A (ja) | 1991-05-23 |
| JP2841558B2 true JP2841558B2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=17353732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26085889A Expired - Fee Related JP2841558B2 (ja) | 1989-10-04 | 1989-10-04 | 減速機のバックラッシュを補償したトルク制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2841558B2 (ja) |
-
1989
- 1989-10-04 JP JP26085889A patent/JP2841558B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03121509A (ja) | 1991-05-23 |
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Legal Events
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