JP3663446B2 - 位置制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、モ−タ、ロボット及び工作機械等の位置制御装置、特に高速応答を要求される位置制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速応答を目指す位置制御装置として、例えば、
（１）位置指令を微分し、定数倍して速度指令に加える速度フィ−ドフォワ−ド制御装置。
（２）位置指令を２階微分し、定数倍してトルク指令に加えるトルクフィ−ドフォワ−ド制御装置。
（３）上記（１）と（２）を組み合わせた制御装置。
などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが前記従来例（１）、（２）及び（３）とも、位置指令の払い出しが終わった後はフィ−ドフォワ−ド効果が発揮できないため、その時点で位置偏差が残っている場合、位置決め時間は通常の位置ル−プ及び速度ル−プの特性に依存してしまい、目標値に達するまでに時間がかかるという問題がある。そこで本発明は、この問題を解決できる位置制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、位置指令を発生する指令発生部と、位置指令Prefを時間微分して速度フィ−ドフォワ−ド定数FF(0≦FF≦1.0)を乗じて速度指令Vrefを求める速度フィ−ドフォワ−ド部と、前記位置指令Prefとモ−タ位置Pfb から前記速度指令Vrefを補正する位置補正部と、補正された速度指令Vref' を時間微分して (モ−タイナ−シャ＋負荷イナ−シャ) 倍し、これにトルクフィ−ドフォワ−ド定数FFa(0 ≦FFa ≦1.0)を乗じてトルク指令Trefを求めるトルクフィ−ドフォワ−ド部と、前記補正された速度指令Vref' とモ−タ速度Vfb から前記トルク指令Trefを補正する速度補正部と、補正されたトルク指令Tref' をモ−タを駆動する電流制御部に出力する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的実施例に基づいて述べる。図１は、本発明を適用するモ−タ制御システムのブロック図である。図中１１は指令発生器であり、位置指令Prefを速度フィ−ドフォワ−ド部１２及び位置補正部１３へ出力する。速度フィ−ドフォワ−ド部１２は、位置指令Prefを入力し、それを時間微分し、速度フィ−ドフォワ−ド定数FF(0≦FF≦1.0)を乗じて速度指令Vrefとして出力する。位置補正部１３は、位置指令Prefとモ−タ位置Pfb を入力し、速度指令Vrefを補正する速度補正量VC0 を出力する。１４は速度FF調整部であり、位置補正部１３内の位置偏差に基づいて速度フィ−ドフォワ−ド定数FFの調整を行う。１５は加算器であり、速度指令Vrefと速度補正量VC0 を加算して速度指令Vref' を算出する。１６はトルクフィ−ドフォワ−ド部であり、補正された速度指令Vref' を入力し、それを時間微分し、 (モ−タイナ−シャ＋負荷イナ−シャ) 倍し、トルクフィ−ドフォワ−ド定数FFa(0 ≦FFa ≦1.0)を乗じた値と速度指令Vref' に粘性摩擦係数D(D ≧0)を乗じた値を加えた値をトルク速度指令Trefとして出力する。速度補正部１７は、速度指令Pref' とモ−タ速度Vfb を入力し、トルク指令Trefを補正するトルク補正量TC0 を出力する。１８は加算器であり、トルク指令Trefとトルク補正量TC0 を加算してトルク指令Tref' を算出する。１９はトルクFF調整部であり、速度補正部１７内の速度偏差に基づいてトルクフィ−ドフォワ−ド定数FFa の調整を行い、トルク指令Tref' とモ−タ速度Vfb の時間変化から粘性摩擦係数D の調整を行う。２０は電流制御部であり、トルク指令Tref' を入力してモ−タ２１を駆動する。２２はモ−タ２１の位置を検出する検出器であり、２３はモ−タ位置から速度を求める差分器である。
上記手段により、位置指令の払い出しが終わった後、位置偏差が残っている場合でも、この位置偏差を用いて速度指令を補正し、補正された速度指令に対してトルクフィ−ドフォワ−ドを行うので、目標値に素早く達することができる位置制御装置が提供できる。
次に、本発明を用いて剛体負荷を駆動した場合の動作例について図２を用いて述べる。図中（ａ）は通常の位置比例速度比例積分制御（以下Ｐ，ＰＩ制御と呼ぶ）の応答であり、（ｂ）はＰ，ＰＩ制御に従来の技術（１）を用いた応答であり、（ｃ）はＰ，ＰＩ制御に本発明を用いた応答である。図中ｒは位置指令、ｙはモ−タ位置、ｅは位置偏差、ｅ’はｅの拡大及びＴｒはトルク指令である。本発明を用いると、位置指令の払い出しが終わってから目標位置に達するまでの時間が短くなることがわかる。
【０００６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、位置指令の払い出しが終わった後、位置偏差が残っている場合でも、目標値に素早く達することができる位置制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するモ−タ制御システムのブロック図
【図２】本発明を用いて剛体負荷を駆動した場合の動作例
【符号の説明】
１１指令発生器
１２速度フィ−ドフォワ−ド部
１３位置補正部
１４速度FF調整部
１５加算器
１６トルクフィ−ドフォワ−ド部
１７速度補正部
１８加算器
１９トルクFF調整部
２０電流制御部
２１モ−タ
２２検出器
２３差分器
【発明の属する技術分野】
本発明は、モ−タ、ロボット及び工作機械等の位置制御装置、特に高速応答を要求される位置制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速応答を目指す位置制御装置として、例えば、
（１）位置指令を微分し、定数倍して速度指令に加える速度フィ−ドフォワ−ド制御装置。
（２）位置指令を２階微分し、定数倍してトルク指令に加えるトルクフィ−ドフォワ−ド制御装置。
（３）上記（１）と（２）を組み合わせた制御装置。
などがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが前記従来例（１）、（２）及び（３）とも、位置指令の払い出しが終わった後はフィ−ドフォワ−ド効果が発揮できないため、その時点で位置偏差が残っている場合、位置決め時間は通常の位置ル−プ及び速度ル−プの特性に依存してしまい、目標値に達するまでに時間がかかるという問題がある。そこで本発明は、この問題を解決できる位置制御装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、本発明は、位置指令を発生する指令発生部と、位置指令Prefを時間微分して速度フィ−ドフォワ−ド定数FF(0≦FF≦1.0)を乗じて速度指令Vrefを求める速度フィ−ドフォワ−ド部と、前記位置指令Prefとモ−タ位置Pfb から前記速度指令Vrefを補正する位置補正部と、補正された速度指令Vref' を時間微分して (モ−タイナ−シャ＋負荷イナ−シャ) 倍し、これにトルクフィ−ドフォワ−ド定数FFa(0 ≦FFa ≦1.0)を乗じてトルク指令Trefを求めるトルクフィ−ドフォワ−ド部と、前記補正された速度指令Vref' とモ−タ速度Vfb から前記トルク指令Trefを補正する速度補正部と、補正されたトルク指令Tref' をモ−タを駆動する電流制御部に出力する手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体的実施例に基づいて述べる。図１は、本発明を適用するモ−タ制御システムのブロック図である。図中１１は指令発生器であり、位置指令Prefを速度フィ−ドフォワ−ド部１２及び位置補正部１３へ出力する。速度フィ−ドフォワ−ド部１２は、位置指令Prefを入力し、それを時間微分し、速度フィ−ドフォワ−ド定数FF(0≦FF≦1.0)を乗じて速度指令Vrefとして出力する。位置補正部１３は、位置指令Prefとモ−タ位置Pfb を入力し、速度指令Vrefを補正する速度補正量VC0 を出力する。１４は速度FF調整部であり、位置補正部１３内の位置偏差に基づいて速度フィ−ドフォワ−ド定数FFの調整を行う。１５は加算器であり、速度指令Vrefと速度補正量VC0 を加算して速度指令Vref' を算出する。１６はトルクフィ−ドフォワ−ド部であり、補正された速度指令Vref' を入力し、それを時間微分し、 (モ−タイナ−シャ＋負荷イナ−シャ) 倍し、トルクフィ−ドフォワ−ド定数FFa(0 ≦FFa ≦1.0)を乗じた値と速度指令Vref' に粘性摩擦係数D(D ≧0)を乗じた値を加えた値をトルク速度指令Trefとして出力する。速度補正部１７は、速度指令Pref' とモ−タ速度Vfb を入力し、トルク指令Trefを補正するトルク補正量TC0 を出力する。１８は加算器であり、トルク指令Trefとトルク補正量TC0 を加算してトルク指令Tref' を算出する。１９はトルクFF調整部であり、速度補正部１７内の速度偏差に基づいてトルクフィ−ドフォワ−ド定数FFa の調整を行い、トルク指令Tref' とモ−タ速度Vfb の時間変化から粘性摩擦係数D の調整を行う。２０は電流制御部であり、トルク指令Tref' を入力してモ−タ２１を駆動する。２２はモ−タ２１の位置を検出する検出器であり、２３はモ−タ位置から速度を求める差分器である。
上記手段により、位置指令の払い出しが終わった後、位置偏差が残っている場合でも、この位置偏差を用いて速度指令を補正し、補正された速度指令に対してトルクフィ−ドフォワ−ドを行うので、目標値に素早く達することができる位置制御装置が提供できる。
次に、本発明を用いて剛体負荷を駆動した場合の動作例について図２を用いて述べる。図中（ａ）は通常の位置比例速度比例積分制御（以下Ｐ，ＰＩ制御と呼ぶ）の応答であり、（ｂ）はＰ，ＰＩ制御に従来の技術（１）を用いた応答であり、（ｃ）はＰ，ＰＩ制御に本発明を用いた応答である。図中ｒは位置指令、ｙはモ−タ位置、ｅは位置偏差、ｅ’はｅの拡大及びＴｒはトルク指令である。本発明を用いると、位置指令の払い出しが終わってから目標位置に達するまでの時間が短くなることがわかる。
【０００６】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明によれば、位置指令の払い出しが終わった後、位置偏差が残っている場合でも、目標値に素早く達することができる位置制御装置が提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用するモ−タ制御システムのブロック図
【図２】本発明を用いて剛体負荷を駆動した場合の動作例
【符号の説明】
１１指令発生器
１２速度フィ−ドフォワ−ド部
１３位置補正部
１４速度FF調整部
１５加算器
１６トルクフィ−ドフォワ−ド部
１７速度補正部
１８加算器
１９トルクFF調整部
２０電流制御部
２１モ−タ
２２検出器
２３差分器
Claims (1)
- 位置指令を発生する指令発生部と、位置指令Prefを時間微分して速度フィ−ドフォワ−ド定数FF（０≦FF≦１．０）を乗じて速度指令Vrefを求める速度フィ−ドフォワ−ド部と、前記位置指令Prefとモ−タ位置Pfbから前記速度指令Vrefを補正する位置補正部と、補正された速度指令Vref'を時間微分して（モ−タイナ−シャ＋負荷イナ−シャ）倍し、これにトルクフィ−ドフォワ−ド定数FFa（０ ≦FFa ≦１．０）を乗じてトルク指令Trefを求めるトルクフィ−ドフォワ−ド部と、前記補正された速度指令Vref'とモ−タ速度Vfbから前記トルク指令Trefを補正する速度補正部と、補正されたトルク指令Tref'をモ−タを駆動する電流制御部に出力する手段と、を備えた位置制御装置において、
速度フィ−ドフォワ−ド定数 FF を、位置偏差に基づいて調整する手段と、
トルクフィ−ドフォワ−ド定数 FFa を速度偏差に基づいて調整する手段と、
粘性摩擦係数Ｄを、トルク指令 Tref' とモ−タ速度 Vfb の時間変化から調整する手段と、
速度指令 Vref' に粘性摩擦係数 D （ D ≧０）を乗じた値を前記トルク指令 Tref' に加える手段とを備えることを特徴とする位置制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34958795A JP3663446B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34958795A JP3663446B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 位置制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09171410A JPH09171410A (ja) | 1997-06-30 |
| JP3663446B2 true JP3663446B2 (ja) | 2005-06-22 |
Family
ID=18404735
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34958795A Expired - Fee Related JP3663446B2 (ja) | 1995-12-20 | 1995-12-20 | 位置制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3663446B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10707796B2 (en) | 2014-11-27 | 2020-07-07 | Nexus Systems Ltd. | Motor control system and method |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102183548B1 (ko) * | 2013-04-09 | 2020-11-26 | 파나소닉 아이피 매니지먼트 가부시키가이샤 | 모터 구동 장치 |
-
1995
- 1995-12-20 JP JP34958795A patent/JP3663446B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US10707796B2 (en) | 2014-11-27 | 2020-07-07 | Nexus Systems Ltd. | Motor control system and method |
| EP3175543B1 (en) * | 2014-11-27 | 2022-06-01 | Nexus Systems Ltd | Motor control system and method |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09171410A (ja) | 1997-06-30 |
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