JP2876702B2 - Learning control method - Google Patents
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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、繰り返し動作をする工作機械、ロボット等
の制御方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a control method for a machine tool, a robot, and the like, which perform repetitive operations.
繰り返し目標値に対する学習制御系の設計法として
は、本出願人が先に出願した特開平1-237701号公報にお
いて、提案した方式がある。As a method of designing a learning control system for a repetitive target value, there is a method proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-237701 filed by the present applicant earlier.
この方式は、同じ目標値に対する動作を繰り返し、過
去の偏差をもとに未来の偏差を予測し、その値が最小と
なるように制御入力を補正していくというもので、最終
的には目標値と出力が一致するため、高精度な追従動作
が実現される。In this method, the operation for the same target value is repeated, the future deviation is predicted based on the past deviation, and the control input is corrected so that the value becomes minimum. Since the value matches the output, a high-precision tracking operation is realized.
上述の方式では、偏差の予測の際に制御対象のステッ
プ応答が必要であるが、ステップ応答の測定は、たとえ
ばNC工作機械などの場合、メカ系に負担がかかるため、
あまり好ましくない。In the above-described method, the step response of the control target is required when estimating the deviation.However, in the case of an NC machine tool, for example, the measurement of the step response places a burden on the mechanical system.
Not very good.
そこで本発明は、制御対象のステップ応答を直接測定
せず求めてやることを目的とする。Therefore, an object of the present invention is to obtain a step response of a controlled object without directly measuring it.
上記問題を解決するため、本願の第１の発明は、同じ
パターンを繰り返す目標値に制御対象の出力を一致させ
るよう試行を繰り返し、各試行の中で制御対象のステッ
プ応答を利用して未来の制御偏差を予測し、その予測値
が最小となるよう制御入力を決定する制御系において、 前記制御対象のランプ応答をサンプリングし、その差
分値をランプ指令の傾きで除した値をステップ応答とし
て用いることを特徴とするものである。In order to solve the above problem, the first invention of the present application repeats trials to match the output of the control target to a target value that repeats the same pattern, and uses the step response of the control target in each trial to prepare for the future. In a control system for predicting a control deviation and determining a control input so that the predicted value is minimized, a ramp response of the controlled object is sampled, and a value obtained by dividing a difference value by a ramp command slope is used as a step response. It is characterized by the following.
本願の第２の発明は、同じパターンを繰り返す目標値
に制御対象の出力を一致させるよう試行を繰り返し、各
試行の中で制御対象のステップ応答を利用して未来の制
御偏差を予測し、その予測値が最小となるよう制御入力
を決定する制御系において、 前記制御対象のランプ応答をサンプリングし、 制御対象の伝達関数を と仮定し、ランプ指令の入力時刻から制御対象の出力が
立上がり始めるまでの時間をむだ時間tdとみなし、定常
偏差値Ｅとランプ指令の傾きＤから時定数Ｔを Ｔ＝E/D によって算出し、 上記伝達関数によるシミュレーションによって、ステッ
プ応答を求めることを特徴とするものである。The second invention of the present application repeats trials to match the output of the control target to a target value that repeats the same pattern, and predicts a future control deviation by using a step response of the control target in each trial. In a control system that determines a control input such that a predicted value is minimized, a ramp response of the controlled object is sampled, and a transfer function of the controlled object is calculated. Assuming that the time from the input time of the ramp command until the output of the controlled object starts to rise is regarded as dead time td, a time constant T is calculated from the steady-state deviation value E and the slope D of the ramp command by T = E / D. A step response is obtained by a simulation using the transfer function.
本発明では、メカ系に対してあまり負担のかからない
ランプ応答を測定し、その結果からステップ応答が算出
される。According to the present invention, a lamp response that does not burden the mechanical system is measured, and a step response is calculated from the result.
以下、学習制御則として特開平1-237701号公報の第１
の発明の方式を採用し、その際のステップ応答の算出法
として本発明を用いた場合の具体的実施例を第１図に示
して説明する。Hereinafter, the first learning control law disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-237701 will be described.
FIG. 1 shows a specific embodiment in which the present invention is used as a method of calculating a step response at the time of adopting the method of the present invention.
本願の第１の発明の具体的実施例を第１図に示す。図
中１は指令発生器であり、現在時刻ｉにおける目標値ｒ
（ｉ）を発生する。２は減算器であり、偏差ｅ（ｉ）を
求め記憶するために用いる。３は、定数ｑ1,q2，……,q
M,Q,g1，……,gN-1のメモリ、４は現在時刻ｉ及び過去
１周期分の偏差ｅ（ｊ）（ｊ＝i,i−1,……,i′＋1,
i′）のメモリである。ただし、ｉ′＝ｉ−ｌとする。FIG. 1 shows a specific embodiment of the first invention of the present application. In the figure, reference numeral 1 denotes a command generator, which is a target value r at the current time i.
Generating (i). Reference numeral 2 denotes a subtractor, which is used to find and store the deviation e (i). 3 is a constant q 1 , q 2 , ..., q
M , Q, g 1 ,..., G N−1 are stored in a memory 4 at a current time i and a deviation e (j) (j = i, i−1,.
i '). Here, i ′ = i−l.
また、５は１サンプリング前の時刻よりＮ−１回前の
時刻までの増分修正量ａ（ｊ）（ｊ＝ｉ−1,i−2,……,
i−Ｎ＋１）のメモリであり、６は１サンプリング前の
時刻より１周期前までの制御入力ｕ（ｊ）（ｊ＝ｉ−1,
i−2,……,i′＋1,i′）のメモリである。Further, 5 is an incremental correction amount a (j) (j = i−1, i−2,..., From the time before one sampling to the time N−1 times before).
i-N + 1), 6 is a control input u (j) (j = i−1,
i−2,..., i ′ + 1, i ′).
また、７は演算器であり、 なる演算によって、今回の増分修正量ａ（ｉ）を算出す
る。Reference numeral 7 denotes an arithmetic unit, By this calculation, the current incremental correction amount a (i) is calculated.
８は積算器で、今回の修正量 を算出する。8 is an integrator, this time the correction amount Is calculated.
９は加算器であり、１周期前の時刻における制御入力
ｕ（ｉ′）と今回の修正量 とを加算して、今回の制御入力ｕ（ｉ）を出力する。制
御開始時には、ｕ（ｉ0）＝0,a（ｉ0）＝０とする。Reference numeral 9 denotes an adder, which is a control input u (i ') at a time one cycle before and a correction amount at this time. And outputs the current control input u (i). At the start of control, u (i 0 ) = 0 and a (i 0 ) = 0.
10,11はサンプリング周期Ｔで閉じるサンプラであ
り、12はホールド回路である。Reference numerals 10 and 11 denote samplers which are closed at a sampling period T, and reference numeral 12 denotes a hold circuit.
13は制御対象であり、入力はｕ（ｔ）で、出力である
被制御量はｘ（ｔ）である。Reference numeral 13 denotes an object to be controlled. The input is u (t), and the controlled variable as the output is x (t).
２〜12は制御系において、通常コントローラと呼ばれ
る部分であるが、汎用のディジタル回路あるいはマイク
ロコンピュータによって簡単に実現できる。また、制御
対象の13の中にすでに何らかの制御系（補償器等）が含
まれていても構わない。Reference numerals 2 to 12 are portions generally called controllers in the control system, and can be easily realized by a general-purpose digital circuit or microcomputer. Also, some control system (such as a compensator) may already be included in the control target 13.
ここで、（１）式の定数ｑK,Q,gnは次式で与えられ
る。Here, the constant q K, Q, g n of (1) is given by the following equation.
上式のＨkは制御対象13のステップ応答のサンプル値
（第２図）であるが、実際には傾きＤのランプ応答をサ
ンプリングし（第３図）ステップ応答に換算してやる方
法を２通り示す。 H k in the above equation is a sample value of the step response of the controlled object 13 (FIG. 2). In practice, two methods for sampling the ramp response of the slope D (FIG. 3) and converting it into a step response are shown. .
まず、第１の方法では、サンプリングしたランプ応答
のサンプル値Rkより、次式 Ｈk＝（Ｒk−Ｒk-1）/D によってステップ応答Ｈkを求めてやる。ここでＤは、
ランプ指令あるいはランプ応答の定常状態でのサンプリ
ング間隔における傾きである。First, in the first method, than the sample value Rk of the sampled lamp response, we'll seek step response H k by the following equation H k = (R k -R k -1) / D. Where D is
This is a slope at a sampling interval in a steady state of a ramp command or a ramp response.
次に第２の方法では、制御対象13の伝達関数を と仮定し、ランプ指令を入力した時刻から制御対象の出
力ｘが立上がり始めるまでの時間をむだ時間tdとみな
し、定常偏差値Ｅとランプ指令の傾きＤから、時定数Ｔ
を Ｔ＝E/D によって演算する。Next, in the second method, the transfer function of the control target 13 is It is assumed that the time from the time when the ramp command is input to the time when the output x of the controlled object starts to rise is regarded as dead time td, and the time constant T is determined from the steady-state deviation value E and the slope D of the ramp command.
Is calculated by T = E / D.
そして、上記伝達関数 を用いて、ステップ応答のシミュレーションを行いＨk
を求めてやる。And the transfer function Using, to simulate a step response H k
I'll ask for
以上のように、本発明によれば、制御対象のランプ応
答を測定し、メカ系に負担をかけることなく制御対象の
動特性等の情報を得、それをもとに学習制御によって制
御入力を決定するため非常に精度の良い追従制御系を実
現することができる。As described above, according to the present invention, the lamp response of the controlled object is measured, and information such as the dynamic characteristics of the controlled object is obtained without imposing a load on the mechanical system. A very accurate tracking control system can be realized for the determination.
第１図は本発明の実施例、第２図、第３図は本発明の動
作説明図である。 １……指令発生器 ２……減算器 ３……定数のメモリ ４……過去１周期分の偏差のメモリ ５……過去の増分修正量のメモリ ６……過去の制御入力のメモリ ７……演算器 ８……積算器 ９……加算器 10,11……サンプラ 12……ホールド回路 13……制御対象FIG. 1 is an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams of the operation of the present invention. 1 Command generator 2 Subtractor 3 Constant memory 4 Memory of deviation for the past one cycle 5 Memory of past incremental correction amount 6 Memory of past control input 7 Arithmetic unit 8 Integrator 9 Adder 10, 11 Sampler 12 Hold circuit 13 Control object
Claims (2)
の出力を一致させるよう試行を繰り返し、各試行の中で
制御対象のステップ応答を利用して未来の制御偏差を予
測し、その予測値が最小となるよう制御入力を決定する
制御系において、 前記制御対象のランプ応答をサンプリングし、その差分
値をランプ指令の傾きで除した値をステップ応答として
用いることを特徴とする学習制御方法。A trial is repeated so that the output of the control target matches the target value which repeats the same pattern, and a future control deviation is predicted using the step response of the control target in each trial, and the predicted value is In a control system for determining a control input to be a minimum, a learning control method characterized by sampling a lamp response of the control target and using a value obtained by dividing a difference value by a slope of a ramp command as a step response.
の出力を一致させるよう試行を繰り返し、各試行の中で
制御対象のステップ応答を利用して未来の制御偏差を予
測し、その予測値が最小となるよう制御入力を決定する
制御系において、 前記制御対象のランプ応答をサンプリングし、 制御対象の伝達関数を と仮定し、 ランプ指令の入力時刻から制御対象の出力が立上がり始
めるまでの時間をむだ時間tdとみなし、定常偏差値Ｅと
ランプ指令の傾きＤから時定数Ｔを Ｔ＝E/D によって算出し、 上記伝達関数によるシミュレーションによって、ステッ
プ応答を求めることを特徴とする学習制御方法。2. A trial is repeated to make the output of the controlled object coincide with a target value which repeats the same pattern, and a future control deviation is predicted using a step response of the controlled object in each trial, and the predicted value is In a control system for determining a control input to be a minimum, a ramp response of the controlled object is sampled, and a transfer function of the controlled object is calculated. It is assumed that the time from the input time of the ramp command to the start of the output of the controlled object from the rising time is regarded as a dead time td, and the time constant T is calculated from the steady-state deviation value E and the slope D of the ramp command by T = E / D. A learning control method, wherein a step response is obtained by simulation using the transfer function.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9277990A JP2876702B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Learning control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9277990A JP2876702B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Learning control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03290702A JPH03290702A (en) | 1991-12-20 |
| JP2876702B2 true JP2876702B2 (en) | 1999-03-31 |
Family
ID=14063910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP9277990A Expired - Fee Related JP2876702B2 (en) | 1990-04-06 | 1990-04-06 | Learning control method |
Country Status (1)
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| JP (1) | JP2876702B2 (en) |
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1990
- 1990-04-06 JP JP9277990A patent/JP2876702B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH03290702A (en) | 1991-12-20 |
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