JP2932444B2 - モータのサーボ制御装置 - Google Patents
モータのサーボ制御装置Info
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- JP2932444B2 JP2932444B2 JP16242690A JP16242690A JP2932444B2 JP 2932444 B2 JP2932444 B2 JP 2932444B2 JP 16242690 A JP16242690 A JP 16242690A JP 16242690 A JP16242690 A JP 16242690A JP 2932444 B2 JP2932444 B2 JP 2932444B2
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- gain
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Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はモータなどのサーボ制御装置に関し、とくに
速度の立ち上がり立ち下がり時に関数発生器による指令
にモータの位置、速度が追従するようにゲインを変更す
る手段を備えたサーボ制御装置に関するものである。
速度の立ち上がり立ち下がり時に関数発生器による指令
にモータの位置、速度が追従するようにゲインを変更す
る手段を備えたサーボ制御装置に関するものである。
［従来の技術］ 第２図に従来のサーボ制御装置の一例をブロック図で
示す。モータ１によって駆動される機械からなる制御対
象（図示せず）を制御する制御装置は、モータ１の回転
角に応じてパルスを発生する位置検出器２をモータ１に
結合し、その位置検出器からの出力を微分要素３に入力
し、単位時間当りのパルス数を計数して速度信号を生成
する。また、制御対象の目的位置により速度指令パター
ンを演算する関数発生器４と、この速度指令パターンと
微分要素３の出力である速度信号との偏差分を求めるた
めの加算器５とを設け、この加算器５の出力である速度
偏差信号を積分要素６によって積分することによって位
置偏差信号を出力する。この位置偏差信号を位置アンプ
７によって増幅し、その結果と、速度指令パターンが速
度フィードフォワードアンプ８によって増幅された速度
フィードフォワード信号と、微分要素３の出力を速度検
出アンプ９によって増幅した速度検出信号とが加算器10
に加えられる。ここで、速度指令と速度検出信号の偏差
分が出力され、この速度偏差分が速度アンプ11で増幅さ
れてモータ１に加えられる。
示す。モータ１によって駆動される機械からなる制御対
象（図示せず）を制御する制御装置は、モータ１の回転
角に応じてパルスを発生する位置検出器２をモータ１に
結合し、その位置検出器からの出力を微分要素３に入力
し、単位時間当りのパルス数を計数して速度信号を生成
する。また、制御対象の目的位置により速度指令パター
ンを演算する関数発生器４と、この速度指令パターンと
微分要素３の出力である速度信号との偏差分を求めるた
めの加算器５とを設け、この加算器５の出力である速度
偏差信号を積分要素６によって積分することによって位
置偏差信号を出力する。この位置偏差信号を位置アンプ
７によって増幅し、その結果と、速度指令パターンが速
度フィードフォワードアンプ８によって増幅された速度
フィードフォワード信号と、微分要素３の出力を速度検
出アンプ９によって増幅した速度検出信号とが加算器10
に加えられる。ここで、速度指令と速度検出信号の偏差
分が出力され、この速度偏差分が速度アンプ11で増幅さ
れてモータ１に加えられる。
そして、特開昭61−122718号公報では上記構成に、最
終目標位置と現在目標位置との差を演算する減算器と、
上記差の絶対値をとる絶対回路および所定値との大小を
比較する比較器とを付加し、比較結果で制御部の比例、
積分、微分の各ゲインを大小２種類のゲインに変更して
いた。
終目標位置と現在目標位置との差を演算する減算器と、
上記差の絶対値をとる絶対回路および所定値との大小を
比較する比較器とを付加し、比較結果で制御部の比例、
積分、微分の各ゲインを大小２種類のゲインに変更して
いた。
また、特開昭62−2877号公報では、関数発生部を含む
CPUが速度の立ち上がり時か、定速動作時かによりF/D変
換係数を切り換えることで速度フィードバックゲインを
変更していた。
CPUが速度の立ち上がり時か、定速動作時かによりF/D変
換係数を切り換えることで速度フィードバックゲインを
変更していた。
［発明が解決しようとする課題］ ところが、上記構成では、制御系の安定性に関するゲ
イン、つまり伝達関数の分母の係数、換言すれば制御理
論で言う極の位置を変更していることになり、ゲインの
変え方次第では制御系を振動的にさせるおそれがあると
いう問題があった。
イン、つまり伝達関数の分母の係数、換言すれば制御理
論で言う極の位置を変更していることになり、ゲインの
変え方次第では制御系を振動的にさせるおそれがあると
いう問題があった。
本発明は、制御性の安定性を損なわないように速度の
立ち上がり立ち下がりでモータの追従を改善することを
目的とするものである。
立ち上がり立ち下がりでモータの追従を改善することを
目的とするものである。
［課題を解決するための手段］ 本発明は、少なくともモータの位置を検出して位置信
号および速度信号を得るとともに、関数発生器から与え
られる位置指令と前記位置信号との位置偏差と、前記関
数発生器から与えられる速度フィードフォワード信号を
用いて速度指令を演算し、前記演算により得られた速度
指令と前記速度信号との速度偏差が零になるように前記
モータを制御する制御系を有するサーボ制御装置におい
て、速度の立ち上がり時あるいは立ち下がり時の少なく
とも一方で、速度フィードフォワードゲインKFを上記位
置偏差が大きい程大きく、上記位置偏差が小さい程小さ
くなるように変更し、位置ループゲインKPは、 KP＝（1/a）×（１−KF），（ただし、ａは一定） の関係を保ちながら変更するものである。
号および速度信号を得るとともに、関数発生器から与え
られる位置指令と前記位置信号との位置偏差と、前記関
数発生器から与えられる速度フィードフォワード信号を
用いて速度指令を演算し、前記演算により得られた速度
指令と前記速度信号との速度偏差が零になるように前記
モータを制御する制御系を有するサーボ制御装置におい
て、速度の立ち上がり時あるいは立ち下がり時の少なく
とも一方で、速度フィードフォワードゲインKFを上記位
置偏差が大きい程大きく、上記位置偏差が小さい程小さ
くなるように変更し、位置ループゲインKPは、 KP＝（1/a）×（１−KF），（ただし、ａは一定） の関係を保ちながら変更するものである。
［作用］ 速度の立ち上がり時あるいは立ち下がり時に位置ルー
プゲインKPと速度フィードフォワードゲインKFを の条件に従い変更すれば、定常状態での位置偏差の大き
さという点からみたサーボ系のゲインを一定にすること
ができるので、制御系の安定性を損なうことなく、位置
制御系に比べゲインの高い速度制御系に近づけた系で動
作させることができ、モータの追従を改善することがで
きる。
プゲインKPと速度フィードフォワードゲインKFを の条件に従い変更すれば、定常状態での位置偏差の大き
さという点からみたサーボ系のゲインを一定にすること
ができるので、制御系の安定性を損なうことなく、位置
制御系に比べゲインの高い速度制御系に近づけた系で動
作させることができ、モータの追従を改善することがで
きる。
［実施例］ 本発明を図に示す実施例について説明する。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図で、先に説
明した第２図と同一符号を付したものは同一の要素を示
している。そして、第１図と第２図との異なるところ
は、関数発生器４からの位置決め目標位置の位置検出器
２からの現在位置の差をとる加算器12と、その加算器12
の出力の絶対値をとる絶対値回路13と、絶対値回路13の
出力により位置ループゲインKPと速度フィードフォワー
ドゲインKFを決定するゲイン決定器14とを設け、ゲイン
決定器14により決定されたゲインに位置ループゲインKP
と速度フィードフォワードゲインKFとを変更できるよう
にした点である。
明した第２図と同一符号を付したものは同一の要素を示
している。そして、第１図と第２図との異なるところ
は、関数発生器４からの位置決め目標位置の位置検出器
２からの現在位置の差をとる加算器12と、その加算器12
の出力の絶対値をとる絶対値回路13と、絶対値回路13の
出力により位置ループゲインKPと速度フィードフォワー
ドゲインKFを決定するゲイン決定器14とを設け、ゲイン
決定器14により決定されたゲインに位置ループゲインKP
と速度フィードフォワードゲインKFとを変更できるよう
にした点である。
このような構成において、速度フィードバック系の伝
達関数を２次式に近似できるように速度制御部のゲイン
が調節されているブロック線図を第３図に示す。第３図
においてKPは位置アンプのゲインで位置ループゲイン、
KFは速度フィードフォワードアンプのゲインで速度フィ
ードフォワードゲイン、KVI,KVPはアンプのゲイン、Ｊ
はモータのイナーシャ等のゲインである。
達関数を２次式に近似できるように速度制御部のゲイン
が調節されているブロック線図を第３図に示す。第３図
においてKPは位置アンプのゲインで位置ループゲイン、
KFは速度フィードフォワードアンプのゲインで速度フィ
ードフォワードゲイン、KVI,KVPはアンプのゲイン、Ｊ
はモータのイナーシャ等のゲインである。
また、速度フィードフォワードの無い系の全体の伝達
関数が位置ループゲインKPだけで決定されるように、十
分に速度制御ループのゲインが位置制御ループのゲイン
に比べて高く調節されているとすると、速度フィードフ
ォワードのある系において、位置ループゲインKP＝０、
速度フィードフォワードゲインKF＝１とすると、サーボ
系全体の伝達関数は、 また、速度フィードフォワードゲインKF＝０とすると、 となる。
関数が位置ループゲインKPだけで決定されるように、十
分に速度制御ループのゲインが位置制御ループのゲイン
に比べて高く調節されているとすると、速度フィードフ
ォワードのある系において、位置ループゲインKP＝０、
速度フィードフォワードゲインKF＝１とすると、サーボ
系全体の伝達関数は、 また、速度フィードフォワードゲインKF＝０とすると、 となる。
ここで、（１）式は速度制御系の、（２）式は位置制
御系の伝達関数そのものであることから、KP≠0,KF≠０
とすれば、速度制御系と位置制御系の間の制御が可能と
なる。
御系の伝達関数そのものであることから、KP≠0,KF≠０
とすれば、速度制御系と位置制御系の間の制御が可能と
なる。
また、速度指令時の位置偏差εを最終値の定理で表わ
すと、 となり、このεはサーボ系のゲインを表わす値と考えら
れる。
すと、 となり、このεはサーボ系のゲインを表わす値と考えら
れる。
位置偏差εと速度の大きさＡとの比をＡとして一定値
にとれば、（３）式は次のように変形される。
にとれば、（３）式は次のように変形される。
この時のKPとKFの関係を第４図に示す。
位置ループゲインKPと速度フィードフォワードゲイン
KFがこの直線上にあれば定常状態での位置偏差の大きさ
という点からみたサーボ系のゲインを一定にすることが
できるので、制御系の安定性を損なうことはない。
KFがこの直線上にあれば定常状態での位置偏差の大きさ
という点からみたサーボ系のゲインを一定にすることが
できるので、制御系の安定性を損なうことはない。
ゲイン決定器14では例えば第５図のように、現在値と
位置決め目標位置との差を入力とし、速度フィードフォ
ワードゲインKFを出力とする関数あるいはテーブルを設
け、その速度フィードフォワードゲインKFから、（４）
式に従い、位置ループゲインKPを求め、それぞれのゲイ
ンを速度フィードフォワードアンプ、位置アンプに設定
する。
位置決め目標位置との差を入力とし、速度フィードフォ
ワードゲインKFを出力とする関数あるいはテーブルを設
け、その速度フィードフォワードゲインKFから、（４）
式に従い、位置ループゲインKPを求め、それぞれのゲイ
ンを速度フィードフォワードアンプ、位置アンプに設定
する。
以上のことから、速度の立ち上がり時あるいは立ち下
がり時に位置ループゲインKPと速度フィードフォワード
ゲインKFを上記の条件に従い変更すれば、制御系の安定
性を損なうことなく、位置制御系に比べゲインの高い速
度制御系に近づけた系で動作させることができ、モータ
の追従を改善することができる。
がり時に位置ループゲインKPと速度フィードフォワード
ゲインKFを上記の条件に従い変更すれば、制御系の安定
性を損なうことなく、位置制御系に比べゲインの高い速
度制御系に近づけた系で動作させることができ、モータ
の追従を改善することができる。
ここで、速度フィードフォワードを決定する関数を第
５図の直線の他にも、第６図（ａ）のようにＳ字曲線や
（ｂ）のような曲線を用いてもよい また、本発明で付加した部分を関数発生器４内に取り
込んでも本発明を実施することができる。
５図の直線の他にも、第６図（ａ）のようにＳ字曲線や
（ｂ）のような曲線を用いてもよい また、本発明で付加した部分を関数発生器４内に取り
込んでも本発明を実施することができる。
また、現在位置として位置検出器２の出力を用いた
が、その代わりに、関数発生器４が管理する指令現在値
を用いても本発明を適用することができる。
が、その代わりに、関数発生器４が管理する指令現在値
を用いても本発明を適用することができる。
［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、速度の立ち上が
りあるいは立ち下がり時に位置ループゲイン、速度フィ
ードフォワードゲインをある関係を保って変更すれば、
制御系の安定性を損なわずにモータの追従性を向上させ
るので、安定した精度の高いサーボ制御装置を提供でき
るという効果がある。
りあるいは立ち下がり時に位置ループゲイン、速度フィ
ードフォワードゲインをある関係を保って変更すれば、
制御系の安定性を損なわずにモータの追従性を向上させ
るので、安定した精度の高いサーボ制御装置を提供でき
るという効果がある。
第１図は本発明の実施例を示すブロック図、第２図は従
来のモータのサーボ制御装置の一例を示すブロック図、
第３図は速度フィードバック系を２次式に近似したブロ
ック図、第４図は本発明の位置ループゲインKPと速度フ
ィードフォワードゲインKFの関係を説明する関係図、第
５図、第６図（ａ），（ｂ）は本発明を説明するための
現在位置と位置決め目標位置との差の絶対値と、速度フ
ィードフォワードゲインKFとの関係を示す関係図であ
る。 １……モータ、２……位置検出器、３……微分要素、４
……関数発生器、５、10、12……加算器、６……積分要
素、７……位置アンプ、８……速度フィードフォワード
アンプ、９……速度検出アンプ、11……速度アンプ、13
……絶対値回路、14……ゲイン決定器
来のモータのサーボ制御装置の一例を示すブロック図、
第３図は速度フィードバック系を２次式に近似したブロ
ック図、第４図は本発明の位置ループゲインKPと速度フ
ィードフォワードゲインKFの関係を説明する関係図、第
５図、第６図（ａ），（ｂ）は本発明を説明するための
現在位置と位置決め目標位置との差の絶対値と、速度フ
ィードフォワードゲインKFとの関係を示す関係図であ
る。 １……モータ、２……位置検出器、３……微分要素、４
……関数発生器、５、10、12……加算器、６……積分要
素、７……位置アンプ、８……速度フィードフォワード
アンプ、９……速度検出アンプ、11……速度アンプ、13
……絶対値回路、14……ゲイン決定器
Claims (1)
- 【請求項１】少なくともモータの位置を検出して位置信
号および速度信号を得るとともに、関数発生器から与え
られる位置指令と前記位置信号との位置偏差と、前記関
数発生器から与えられる速度フィードフォワード信号を
用いて速度指令を演算し、前記演算により得られた速度
指令と前記速度信号との速度偏差が零になるように前記
モータを制御する制御系を有するサーボ制御装置におい
て、 速度の立ち上がり時あるいは立ち下がり時の少なくとも
一方で、速度フィードフォワードゲインKFを上記位置偏
差が大きい程大きく、上記位置偏差が小さい程小さくな
るように変更し、位置ループゲインKPは、 KP＝（1/a）×（１−KF），（ただし、ａは一定） の関係を保ちながら変更することを特徴とするモータの
サーボ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16242690A JP2932444B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | モータのサーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16242690A JP2932444B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | モータのサーボ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04100130A JPH04100130A (ja) | 1992-04-02 |
| JP2932444B2 true JP2932444B2 (ja) | 1999-08-09 |
Family
ID=15754383
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16242690A Expired - Fee Related JP2932444B2 (ja) | 1990-06-19 | 1990-06-19 | モータのサーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2932444B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5475291A (en) * | 1992-12-10 | 1995-12-12 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Adjustment device for adjusting control parameters of a servo motor and an adjustment method therefor |
| JPH0888990A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-04-02 | Nec Corp | モータの位置制御装置 |
| EP1120698B1 (en) * | 1998-09-28 | 2008-08-20 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Position controller |
| KR100855798B1 (ko) | 2000-05-15 | 2008-09-01 | 가부시키가이샤 야스카와덴키 | 위치결정 서보콘트롤러 |
-
1990
- 1990-06-19 JP JP16242690A patent/JP2932444B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04100130A (ja) | 1992-04-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |