JP2958978B2 - 学習制御方法 - Google Patents
学習制御方法Info
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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、複数の工程を繰り返し実行する工作機械、
ロボット等の学習制御方法に関する。
ロボット等の学習制御方法に関する。
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願昭63−65273号におい
て提案した方式がある。
は、本出願人が先に出願した特願昭63−65273号におい
て提案した方式がある。
この方式は、単一の工程において、繰り返し動作を行
うことにより、目標指令に被制御量を一致させる制御入
力を学習により決定するものである。
うことにより、目標指令に被制御量を一致させる制御入
力を学習により決定するものである。
上述の方式では、制御偏差が希望する値以下に収束し
た後は、得られた制御入力を記憶し、それ以後メモリ運
転を行うことを提案している。ここで「メモリ運転」と
は、制御入力を新たに計算せずに、メモリに記憶された
値を用いて運転することをいう。
た後は、得られた制御入力を記憶し、それ以後メモリ運
転を行うことを提案している。ここで「メモリ運転」と
は、制御入力を新たに計算せずに、メモリに記憶された
値を用いて運転することをいう。
ところが、前述の方式では、環境の変化、例えば温度
によるドリフトや機構系の摩擦変化などにより、再び偏
差が増大する可能性がある。
によるドリフトや機構系の摩擦変化などにより、再び偏
差が増大する可能性がある。
本発明は、このような従来の方式の問題点に鑑みてな
されたものであり、環境の変化に対しても偏差の増大を
きたすことなく、常時高精度で効率のよい制御を行うこ
とを目的とする。
されたものであり、環境の変化に対しても偏差の増大を
きたすことなく、常時高精度で効率のよい制御を行うこ
とを目的とする。
この目的を達成するため、本発明の学習制御方法は、
複数の工程を繰り返し実行する制御方法において、あら
かじめ前記複数の工程の中の一工程を繰り返し行わせる
ことによって、目標値に被制御量を一致させる制御入力
を学習により決定し、制御偏差が希望する値以下に収束
した時点でその時の制御入力をメモリに記憶し、複数の
工程を繰り返し実行する際、学習を行った工程のメモリ
運転時にその工程における制御偏差を記憶し、他工程の
実行と並行して、再びその工程の学習を行い、新たに計
算された制御入力を用いて制御を実行するという学習サ
イクルを制御偏差が設定値以下になるまで繰り返し、そ
の結果得られた制御入力を前記メモリに記憶し、記憶さ
れた制御入力を次回のその工程運転時に使用してメモリ
運転を行うことを特徴とする。
複数の工程を繰り返し実行する制御方法において、あら
かじめ前記複数の工程の中の一工程を繰り返し行わせる
ことによって、目標値に被制御量を一致させる制御入力
を学習により決定し、制御偏差が希望する値以下に収束
した時点でその時の制御入力をメモリに記憶し、複数の
工程を繰り返し実行する際、学習を行った工程のメモリ
運転時にその工程における制御偏差を記憶し、他工程の
実行と並行して、再びその工程の学習を行い、新たに計
算された制御入力を用いて制御を実行するという学習サ
イクルを制御偏差が設定値以下になるまで繰り返し、そ
の結果得られた制御入力を前記メモリに記憶し、記憶さ
れた制御入力を次回のその工程運転時に使用してメモリ
運転を行うことを特徴とする。
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
本発明を複数工程を有するNC装置に適用した場合の実
施例を、第１図及び第２図に示す。
施例を、第１図及び第２図に示す。
第１図は一つのモータを駆動して第３図に示すような
10工程の動作を繰り返し行わせる場合の構成例を示すも
のであり、図中１は前回の制御入力系列ｕと制御偏差系
列ｅを用いて次回の制御入力ｕを計算する学習装置であ
る。２はNC装置、３は学習装置１とNC装置２が共有して
使うメモリであり、学習すべき工程用の制御入力系列u,
制御偏差系列ｅを記憶する。なお、NC装置２の代わりに
モータ１軸用制御装置を用いることもできる。
10工程の動作を繰り返し行わせる場合の構成例を示すも
のであり、図中１は前回の制御入力系列ｕと制御偏差系
列ｅを用いて次回の制御入力ｕを計算する学習装置であ
る。２はNC装置、３は学習装置１とNC装置２が共有して
使うメモリであり、学習すべき工程用の制御入力系列u,
制御偏差系列ｅを記憶する。なお、NC装置２の代わりに
モータ１軸用制御装置を用いることもできる。
５は、位置，速度等の検出器、６は学習開始，終了信
号等の通信線である。なお、本例ではモータ４のドライ
バはNC装置２内部に含まれているが。これを学習装置１
内部に入れてここでモータ駆動を行っても構わない。
号等の通信線である。なお、本例ではモータ４のドライ
バはNC装置２内部に含まれているが。これを学習装置１
内部に入れてここでモータ駆動を行っても構わない。
いま、学習をする工程が工程５であるとすると、まず
工程５のみを第４図のフローにしたがって繰り返し動作
させ、望ましい制御入力系列ｕを決定する。すなわち、
第４図において、NC装置２が目標指令系列ｒを制御入力
系列ｕの初期値としてメモリ３に記憶し、それを用いて
モータを駆動し、その際の制御偏差系列ｅをメモリ３に
記憶する（ステップ100）。次に、学習装置１が制御入
力系列ｕと制御偏差系列ｅを用いて新たに制御入力系列
ｕを計算し、メモリ３に記憶する（ステップ110）。10
工程を繰り返し実行する際、工程５においてはNC装置２
は制御入力系統ｕを用いてモータを駆動し、その際の制
御偏差系列をメモリ３に記憶する（ステップ120）。工
程５が終了後、毎回、あるいは制御偏差のチェックを行
って（ステップ130）、これが望ましい値に収まってい
ない場合、工程6,7と進んでいる間に学習装置１が、制
御入力系列ｕと制御偏差系列ｅを用いて学習計算を行っ
て、新しい制御入力系列ｕを決定し、メモリ３に記憶す
る。
工程５のみを第４図のフローにしたがって繰り返し動作
させ、望ましい制御入力系列ｕを決定する。すなわち、
第４図において、NC装置２が目標指令系列ｒを制御入力
系列ｕの初期値としてメモリ３に記憶し、それを用いて
モータを駆動し、その際の制御偏差系列ｅをメモリ３に
記憶する（ステップ100）。次に、学習装置１が制御入
力系列ｕと制御偏差系列ｅを用いて新たに制御入力系列
ｕを計算し、メモリ３に記憶する（ステップ110）。10
工程を繰り返し実行する際、工程５においてはNC装置２
は制御入力系統ｕを用いてモータを駆動し、その際の制
御偏差系列をメモリ３に記憶する（ステップ120）。工
程５が終了後、毎回、あるいは制御偏差のチェックを行
って（ステップ130）、これが望ましい値に収まってい
ない場合、工程6,7と進んでいる間に学習装置１が、制
御入力系列ｕと制御偏差系列ｅを用いて学習計算を行っ
て、新しい制御入力系列ｕを決定し、メモリ３に記憶す
る。
再び工程５が始まるとNC装置２は新しい制御入力系列
ｕを用いてモータを駆動し、これを繰り返す。
ｕを用いてモータを駆動し、これを繰り返す。
なお、制御入力系列ｕの計算アルゴリズムは、例えば
特願昭63−65273号の第４の発明で提案したように、前
回の偏差と制御入力及び制御対象のステップ応答を用い
て、次回の偏差を予測し、その値が最小となるように次
回の制御入力を決定する学習制御方法を用いればよい。
特願昭63−65273号の第４の発明で提案したように、前
回の偏差と制御入力及び制御対象のステップ応答を用い
て、次回の偏差を予測し、その値が最小となるように次
回の制御入力を決定する学習制御方法を用いればよい。
この方法を用いれば、工程５の次回の制御入力ｕ
（ｉ）（ｉ＝i0，i0+1，…，in）は次式で与えられる。
（ｉ）（ｉ＝i0，i0+1，…，in）は次式で与えられる。
ｕ（ｉ）＝ｕ（ｉ′）＋σ（ｉ） ただしｉ′は、次回の時刻ｉに対応する前回の時刻で
あり、Hj（ｊ＝1,2,…,N）は制御対象のインディシャル
応答のサンプル値、wk（ｋ＝1,2,…,M）は、制御偏差の
予測値の重み付き二乗和からなる評価関数Ｊ の重み係数である。
あり、Hj（ｊ＝1,2,…,N）は制御対象のインディシャル
応答のサンプル値、wk（ｋ＝1,2,…,M）は、制御偏差の
予測値の重み付き二乗和からなる評価関数Ｊ の重み係数である。
ここで、制御入力ｕ（ｉ）は上記の評価関数Ｊが最小
となるように決定されているため、前回よりも次回の方
が制御偏差が小さくなることが予測される。
となるように決定されているため、前回よりも次回の方
が制御偏差が小さくなることが予測される。
前記、制御偏差系列ｅのチェックは、例えばその最大
値あるいは絶対値の総和、あるいは二乗値の総和が設定
値を超えているかどうかで行えばよい。
値あるいは絶対値の総和、あるいは二乗値の総和が設定
値を超えているかどうかで行えばよい。
第２図は複数のモータ4,6,8,10を用いた場合の構成例
であり、第１図の場合と同様にして学習を行うことがで
きる。ただし、ここではモータ４を駆動するドライバ及
び制御入力系列ｕ、制御偏差系列ｅを記憶するメモリ３
は学習装置１の内部に含まれている。第２図において、
7,9,11は位置，速度等の検出器であり、12は起動，停
止，学習開始，終了等の信号用通信線である。
であり、第１図の場合と同様にして学習を行うことがで
きる。ただし、ここではモータ４を駆動するドライバ及
び制御入力系列ｕ、制御偏差系列ｅを記憶するメモリ３
は学習装置１の内部に含まれている。第２図において、
7,9,11は位置，速度等の検出器であり、12は起動，停
止，学習開始，終了等の信号用通信線である。
ここで、他の工程実行時に学習を行う際、新たに計算
された制御入力を用いてモータを駆動し、再び学習をす
るというサイクルを、制御偏差が設定値以下になるまで
繰り返し、その時の制御入力を次回のその工程運転時に
使用するようにする。
された制御入力を用いてモータを駆動し、再び学習をす
るというサイクルを、制御偏差が設定値以下になるまで
繰り返し、その時の制御入力を次回のその工程運転時に
使用するようにする。
以上に説明したように、本発明においては、複数の工
程を繰り返し実行する際、学習を行った工程のメモリ運
転時にその工程における制御偏差をメモリに記憶し、他
工程の実行と並行して、再びその工程の学習を行い、新
たに計算された制御入力を用いて制御を実行するという
学習サイクルを制御偏差が設定値以下になるまで繰り返
し、その結果得られた制御入力を前記メモリに記憶し、
記憶された制御入力を次回のその工程運転時に使用して
メモリ運転を行うこととしている。この方法を、複数の
工程を繰り返し実行する工作機械、ロボット等の制御装
置に用いれば、高精度が必要な工程のみに学習制御が適
用され、しかも環境の変化などによって制御偏差が増大
した際には、全工程の実行を中断することなく、再び学
習が行われるため、非常に高精度で効率の良い制御方法
が実現される。
程を繰り返し実行する際、学習を行った工程のメモリ運
転時にその工程における制御偏差をメモリに記憶し、他
工程の実行と並行して、再びその工程の学習を行い、新
たに計算された制御入力を用いて制御を実行するという
学習サイクルを制御偏差が設定値以下になるまで繰り返
し、その結果得られた制御入力を前記メモリに記憶し、
記憶された制御入力を次回のその工程運転時に使用して
メモリ運転を行うこととしている。この方法を、複数の
工程を繰り返し実行する工作機械、ロボット等の制御装
置に用いれば、高精度が必要な工程のみに学習制御が適
用され、しかも環境の変化などによって制御偏差が増大
した際には、全工程の実行を中断することなく、再び学
習が行われるため、非常に高精度で効率の良い制御方法
が実現される。
第１図は一つのモータを駆動して本発明を実施する例を
示すブロック図、第２図は複数のモータを駆動して本発
明を実施する例を示すブロック図、第３図は複数の工程
を繰り返す作業の説明図、第４図は本発明における学習
の手順を示すフローチャートである。 1:学習制御装置、2:NC装置 3:メモリ、4:モータ 5:検出器
示すブロック図、第２図は複数のモータを駆動して本発
明を実施する例を示すブロック図、第３図は複数の工程
を繰り返す作業の説明図、第４図は本発明における学習
の手順を示すフローチャートである。 1:学習制御装置、2:NC装置 3:メモリ、4:モータ 5:検出器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−245401（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−161502（ＪＰ，Ａ) 特開 昭64−106107（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−171506（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−211102（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−220003（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05B 19/4155,19/42
Claims (3)
- 【請求項１】複数の工程を繰り返し実行する制御方法に
おいて、 あらかじめ前記複数の工程の中の一工程を繰り返し行わ
せることによって、目標値に被制御量を一致させる制御
入力を学習により決定し、 制御偏差が希望する値以下に収束した時点でその時の制
御入力をメモリに記憶し、 複数の工程を繰り返し実行する際、学習を行った工程の
メモリ運転時にその工程における制御偏差を記憶し、 他工程の実行と並行して、再びその工程の学習を行い、
新たに計算された制御入力を用いて制御を実行するとい
う学習サイクルを制御偏差が設定値以下になるまで繰り
返し、その結果得られた制御入力を前記メモリに記憶
し、記憶された制御入力を次回のその工程運転時に使用
してメモリ運転を行うことを特徴とする学習制御方法。 - 【請求項２】複数の工程を繰り返し実行する際、学習を
行った工程のメモリ運転時にその工程における制御偏差
を記憶し、 その最大値が希望する値を超えた場合のみ、次回のその
工程における制御入力を、他の工程実行時に計算して前
記メモリに記憶し、 次回のその工程実行時にその新たな制御入力を用いてメ
モリ運転を行うことを特徴とする請求項１記載の学習制
御方法。 - 【請求項３】偏差の最大値の代わりに一工程分の偏差の
絶対値あるいは二乗値の総和を用いることを特徴とする
請求項２記載の学習制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16820889A JP2958978B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 学習制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16820889A JP2958978B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 学習制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0331907A JPH0331907A (ja) | 1991-02-12 |
| JP2958978B2 true JP2958978B2 (ja) | 1999-10-06 |
Family
ID=15863794
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16820889A Expired - Fee Related JP2958978B2 (ja) | 1989-06-28 | 1989-06-28 | 学習制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2958978B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017033306A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | ファナック株式会社 | 学習メモリの割り当てを最適化する機能を有する学習制御装置を備えたサーボ制御システム |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5560068B2 (ja) * | 2010-03-05 | 2014-07-23 | Ｄｍｇ森精機株式会社 | 制御方法及び制御装置 |
| JP6469069B2 (ja) | 2016-12-13 | 2019-02-13 | ファナック株式会社 | 学習を容易化する機能を備えたロボット制御装置、及びロボット制御方法 |
-
1989
- 1989-06-28 JP JP16820889A patent/JP2958978B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017033306A (ja) * | 2015-07-31 | 2017-02-09 | ファナック株式会社 | 学習メモリの割り当てを最適化する機能を有する学習制御装置を備えたサーボ制御システム |
| CN106406134A (zh) * | 2015-07-31 | 2017-02-15 | 发那科株式会社 | 具备学习控制装置的伺服控制系统 |
| US10642250B2 (en) | 2015-07-31 | 2020-05-05 | Fanuc Corporation | Servo control system equipped with learning control apparatus having function of optimizing learning memory allocation |
| CN106406134B (zh) * | 2015-07-31 | 2021-05-18 | 发那科株式会社 | 具备学习控制装置的伺服控制系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0331907A (ja) | 1991-02-12 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |