JP2961758B2 - 位置決め制御におけるむだ時間の検出方法 - Google Patents
位置決め制御におけるむだ時間の検出方法Info
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- JP2961758B2 JP2961758B2 JP21702989A JP21702989A JP2961758B2 JP 2961758 B2 JP2961758 B2 JP 2961758B2 JP 21702989 A JP21702989 A JP 21702989A JP 21702989 A JP21702989 A JP 21702989A JP 2961758 B2 JP2961758 B2 JP 2961758B2
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
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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、ソフトウエアによる位置決め制御におい
て、むだ時間がプログラムの１サイクルの実行時間より
十分長い場合におけるむだ時間の検出方法に関する。
て、むだ時間がプログラムの１サイクルの実行時間より
十分長い場合におけるむだ時間の検出方法に関する。
〔従来の技術〕 位置決め制御系においては、目標位置に対して実際の
位置信号をフィードバックし、その位置偏差が０になる
ように制御を行う。この場合、制御入力あるいは出力に
大きなむだ時間が含まれると、出力には制御入力の修正
に必要な情報が含まれず、制御系に種々の悪影響を与え
る。高精度な制御を行うときには、スミス法などの方法
でむだ時間の補償をする必要があるが、このとき、制御
系のむだ時間を検出することが必要となる。
位置信号をフィードバックし、その位置偏差が０になる
ように制御を行う。この場合、制御入力あるいは出力に
大きなむだ時間が含まれると、出力には制御入力の修正
に必要な情報が含まれず、制御系に種々の悪影響を与え
る。高精度な制御を行うときには、スミス法などの方法
でむだ時間の補償をする必要があるが、このとき、制御
系のむだ時間を検出することが必要となる。
従来、位置決め系のむだ時間の検出はオフライン的に
行っており、ステップ電流指令を与え、電流が０から立
ち上がる時点から速度が０から変動する直前までの時間
をむだ時間としていた。
行っており、ステップ電流指令を与え、電流が０から立
ち上がる時点から速度が０から変動する直前までの時間
をむだ時間としていた。
ところが、このような従来の方法では、電流アンプの
ゼロクロス付近の非線型性、摺動部の非線形摩擦などの
影響が大きくなり、むだ時間検出の正確さを損なうこと
がある。例えば、位置決め開始前にステップ電流指令を
出力してから物体が動くまでの時間は、静止摩擦が大き
い場合は電流がある程度大きくないと物体が動かないた
め、測定条件の設定が難しい。また、オフラインで検出
するため、実システムにおいて動作中の電流アンプ、温
度変化、負荷変動、摺動部の状況変化によってむだ時間
が変動した場合、従来方法では全く対応できない。
ゼロクロス付近の非線型性、摺動部の非線形摩擦などの
影響が大きくなり、むだ時間検出の正確さを損なうこと
がある。例えば、位置決め開始前にステップ電流指令を
出力してから物体が動くまでの時間は、静止摩擦が大き
い場合は電流がある程度大きくないと物体が動かないた
め、測定条件の設定が難しい。また、オフラインで検出
するため、実システムにおいて動作中の電流アンプ、温
度変化、負荷変動、摺動部の状況変化によってむだ時間
が変動した場合、従来方法では全く対応できない。
そこで本発明の目的は、むだ時間の検出をオンライン
で、すなわち位置決め制御時に行って、正確なむだ時間
の補償を行うことにある。
で、すなわち位置決め制御時に行って、正確なむだ時間
の補償を行うことにある。
この目的を達成するため、本発明の位置決め制御にお
けるむだ時間の検出方法は、位置偏差X1に関する位相面
上に任意の電流出力切換線Sl＝０を設定し、位置決め開
始時に位置決め軌跡が初めてSl・X1＜０となった時点
で、電流指令Ｕをむだ時間が存在しないときに条件Sl・
ｌ＜０を満たす出力に切り換え、その時点から実軌跡
がSl・ｌ＜０を満たすまでのプログラムのサイクル数
に基づいて制御系のむだ時間を検出することを特徴とす
る。
けるむだ時間の検出方法は、位置偏差X1に関する位相面
上に任意の電流出力切換線Sl＝０を設定し、位置決め開
始時に位置決め軌跡が初めてSl・X1＜０となった時点
で、電流指令Ｕをむだ時間が存在しないときに条件Sl・
ｌ＜０を満たす出力に切り換え、その時点から実軌跡
がSl・ｌ＜０を満たすまでのプログラムのサイクル数
に基づいて制御系のむだ時間を検出することを特徴とす
る。
本発明においては、位置決め軌跡を位相面で監視し、
位置決め軌跡が位相面上に設定した切換線Sl＝０を横切
った瞬間に、電流指令をむだ時間が存在しない場合に条
件Sl・ｌ＜０を十分満足する値に切り換え、実システ
ムの軌跡がSl・ｌ＜０を満足するまでのプログラムの
サイクル数をカウントし、むだ時間を検出するものであ
る。
位置決め軌跡が位相面上に設定した切換線Sl＝０を横切
った瞬間に、電流指令をむだ時間が存在しない場合に条
件Sl・ｌ＜０を十分満足する値に切り換え、実システ
ムの軌跡がSl・ｌ＜０を満足するまでのプログラムの
サイクル数をカウントし、むだ時間を検出するものであ
る。
これにより、むだ時間をオンラインで検出でき、しか
もモータなどの摺動部は系の特性を現すものとして十分
に動作しており、電流も微小である必要はないため、む
だ時間は非線形要素に余り左右されることなく、正確に
検出することができる。
もモータなどの摺動部は系の特性を現すものとして十分
に動作しており、電流も微小である必要はないため、む
だ時間は非線形要素に余り左右されることなく、正確に
検出することができる。
以下、本発明をモータの位置決めに適用した場合につ
いての実施例に基づいて具体的に説明する。
いての実施例に基づいて具体的に説明する。
第１図は本発明に係る位置偏差の位相面を示してい
る。
る。
第１図において、xrは位置指令、xlは位置、X1＝xr−
xl、X2＝１である。
xl、X2＝１である。
切換線はSl＝kPX1＋X2＝０（kPは比例ゲイン）で定義
している。
している。
第１図において、位置決め開始後、位相面軌跡はxrよ
りSl＝０に向けて動いていく（（ａ）の部分）。Sl＝０
を軌跡が通過した直後、P1点で出力電流指令をSl・ｌ
＜０になるように切り換える。むだ時間のない系では軌
跡は通常Sl＝０に向かって動く（第１図（ｂ））。しか
し、むだ時間ＬがあるとＬの間だけ軌跡は以前のまま動
く（第１図（ｃ））。そして、時間Ｌ後に切り換えた電
流の効果で、軌跡はP2点から（ｄ）のように変化する。
P1点〜P2点までの時間、系は切り換えた電流に反応しな
いのであるから、これがむだ時間Ｌとなる。
りSl＝０に向けて動いていく（（ａ）の部分）。Sl＝０
を軌跡が通過した直後、P1点で出力電流指令をSl・ｌ
＜０になるように切り換える。むだ時間のない系では軌
跡は通常Sl＝０に向かって動く（第１図（ｂ））。しか
し、むだ時間ＬがあるとＬの間だけ軌跡は以前のまま動
く（第１図（ｃ））。そして、時間Ｌ後に切り換えた電
流の効果で、軌跡はP2点から（ｄ）のように変化する。
P1点〜P2点までの時間、系は切り換えた電流に反応しな
いのであるから、これがむだ時間Ｌとなる。
そこで本発明では、位置決め軌跡がSl・Xl＞０にある
条件では電流指令Ｕを通常指令、例えば比例制御ではＵ
＝kJSlとし、位置決め軌跡がSl・Xl＜０になったとき、
電流指令を、Sl・ｌ＜０を十分に満たす一定値USとす
る。
条件では電流指令Ｕを通常指令、例えば比例制御ではＵ
＝kJSlとし、位置決め軌跡がSl・Xl＜０になったとき、
電流指令を、Sl・ｌ＜０を十分に満たす一定値USとす
る。
この時点のSlをSl（０）とし、この時点からのプログ
ラムサイクル数ｋ回後に|Sl（ｋ）｜＜|Sl（ｋ−１）｜
となったとする。
ラムサイクル数ｋ回後に|Sl（ｋ）｜＜|Sl（ｋ−１）｜
となったとする。
むだ時間td＝０であれば、 |Sl（１）｜＜|Sl（０）｜ ……（１） である。プログラムの一周期（サンプリングタイム）を
tSとしたとき、（２）式が成立すれば、むだ時間tdは
（３）式で算出できる。
tSとしたとき、（２）式が成立すれば、むだ時間tdは
（３）式で算出できる。
|Sl（ｋ）｜＜|Sl（ｋ−１）｜ ……（２） （ｋ−１）tS＜td＜ktS ……（３） Sl・ｌ＜０のとき、出力Ｕはある一定値を出すだけ
であるので、プログラム実行時間は短くなり、通常、 tS≪td ……（４） とでき、 td＝（ｋ−１）tS ……（５） となる。（４）式が成立しないほどtdが小さければ、む
だ時間tdは通常無視できる。
であるので、プログラム実行時間は短くなり、通常、 tS≪td ……（４） とでき、 td＝（ｋ−１）tS ……（５） となる。（４）式が成立しないほどtdが小さければ、む
だ時間tdは通常無視できる。
第２図に検出方法のフローチャートを示す。同図にお
いて、位置決めが開始されると、まずステップ100でカ
ウンタの値Ｃを０にリセットする。ついで、ステップ11
0では位置X1と速度X2をA/D変換器（図示せず）より入力
する。このX1とX2に基づいて、ステップ120ではSl・X1
＞０であるか否かの判断を行い、YESであればステップ1
30により、通常の線形制御（例えば比例制御）を行う。
NOであれば、ステップ140でカウンタのカウント値に１
を加算し、次のステップ150で前述した電流指令USを出
力する。次にステップ160では位置X1と速度X2をA/D変換
器より入力する。ステップ170では前記（２）式の判断
を行い、YESの場合はステップ180で前記（５）式の演算
を行って後工程の制御、例えばスミス法での制御に移
る。ステップ170の判断の結果がNOの場合は、ステップ1
40に戻ってカウンタのカウント値Ｃに１を加算する。こ
の加算は、第１図において、P1点から加算を開始し、P2
点に至るまでカウントすることを意味する。サンプリン
グタイムをtSとすると、（Ｃ−１）tSがむだ時間にな
る。
いて、位置決めが開始されると、まずステップ100でカ
ウンタの値Ｃを０にリセットする。ついで、ステップ11
0では位置X1と速度X2をA/D変換器（図示せず）より入力
する。このX1とX2に基づいて、ステップ120ではSl・X1
＞０であるか否かの判断を行い、YESであればステップ1
30により、通常の線形制御（例えば比例制御）を行う。
NOであれば、ステップ140でカウンタのカウント値に１
を加算し、次のステップ150で前述した電流指令USを出
力する。次にステップ160では位置X1と速度X2をA/D変換
器より入力する。ステップ170では前記（２）式の判断
を行い、YESの場合はステップ180で前記（５）式の演算
を行って後工程の制御、例えばスミス法での制御に移
る。ステップ170の判断の結果がNOの場合は、ステップ1
40に戻ってカウンタのカウント値Ｃに１を加算する。こ
の加算は、第１図において、P1点から加算を開始し、P2
点に至るまでカウントすることを意味する。サンプリン
グタイムをtSとすると、（Ｃ−１）tSがむだ時間にな
る。
以上に説明したように、本発明によれば、むだ時間を
オンラインで検出できるため、負荷の変動や摺動部の状
況など、実際の系に則した値が得られる。また、モータ
などの摺動部は系の特性を表すものとして十分に動作し
ており、電流も微小である必要はないため、非線形要素
に余り左右されることなく、むだ時間を正確に検出する
ことができる。
オンラインで検出できるため、負荷の変動や摺動部の状
況など、実際の系に則した値が得られる。また、モータ
などの摺動部は系の特性を表すものとして十分に動作し
ており、電流も微小である必要はないため、非線形要素
に余り左右されることなく、むだ時間を正確に検出する
ことができる。
【図面の簡単な説明】 第１図は位置決め軌跡を示す図、第２図はむだ時間検出
方法のフローチャートである
方法のフローチャートである
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G04F 10/00 G05D 3/12 305
Claims (1)
- 【請求項１】位置偏差X1に関する位相面上に任意の電流
出力切換線Sl＝０を設定し、位置決め開始時に位置決め
軌跡が初めてSl・X1＜０となった時点で、電流指令Ｕを
むだ時間が存在しないときに条件Sl・ｌ＜０を満たす
出力に切り換え、その時点から実軌跡がSl・ｌ＜０を
満たすまでのプログラムのサイクル数に基づいて制御系
のむだ時間を検出することを特徴とする位置決め制御に
おけるむだ時間の検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21702989A JP2961758B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 位置決め制御におけるむだ時間の検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21702989A JP2961758B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 位置決め制御におけるむだ時間の検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0378690A JPH0378690A (ja) | 1991-04-03 |
| JP2961758B2 true JP2961758B2 (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=16697724
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21702989A Expired - Fee Related JP2961758B2 (ja) | 1989-08-22 | 1989-08-22 | 位置決め制御におけるむだ時間の検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2961758B2 (ja) |
-
1989
- 1989-08-22 JP JP21702989A patent/JP2961758B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0378690A (ja) | 1991-04-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |