JP4712063B2 - Position control device - Google Patents
Position control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4712063B2 JP4712063B2 JP2008081841A JP2008081841A JP4712063B2 JP 4712063 B2 JP4712063 B2 JP 4712063B2 JP 2008081841 A JP2008081841 A JP 2008081841A JP 2008081841 A JP2008081841 A JP 2008081841A JP 4712063 B2 JP4712063 B2 JP 4712063B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control circuit
- command signal
- feedback loop
- signal
- main
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 6
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 1
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 1
- 238000010606 normalization Methods 0.000 description 1
- 238000004904 shortening Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
この発明は、工作機械、射出成形機及びプレス機など負荷機械に対して、例えば送り軸を駆動制御する位置制御装置に関するものであり、特に複数の電動機で一つの可動部を駆動する位置制御装置に関するものである。 The present invention relates to a position control device that drives and controls, for example, a feed shaft with respect to a load machine such as a machine tool, an injection molding machine, and a press machine, and in particular, a position control device that drives one movable part with a plurality of electric motors. It is about.
複数の電動機で一つの負荷機械(可動部)を駆動する場合、各々の電動機に作用する負荷機械の慣性負荷のアンバランスや各々の電動機あるいはそれぞれの電動機に対応した負荷機械に加わる外乱のアンバランスなどの影響により、複数の電動機あるいは各々の電動機に対応した負荷機械の位置にずれが生じる問題がある。この位置ずれが発生すると、負荷機械にひずみが生じ、負荷機械に無理な力が作用するため、負荷機械の寿命、特に摺動部の寿命に悪影響を及ぼす。また、このひずみにより電動機および負荷機械が振動するため、高精度な駆動制御が困難となる問題がある。 When a single load machine (movable part) is driven by a plurality of electric motors, the unbalance of the inertial load of the load machine acting on each electric motor and the unbalance of the disturbance applied to each electric motor or the load machine corresponding to each electric motor As a result, there is a problem that the positions of the load machines corresponding to the plurality of electric motors or the respective electric motors are shifted. When this misalignment occurs, the load machine is distorted and an unreasonable force acts on the load machine, which adversely affects the life of the load machine, particularly the life of the sliding portion. In addition, since the electric motor and the load machine vibrate due to this strain, there is a problem that it is difficult to perform high-precision drive control.
このような問題に対して、従来、各々の電動機あるいは各々の電動機に対応した負荷機械の位置ずれや振動による悪影響を除去し、高精度な駆動制御を実現する技術が提案されている。例えば、特許文献1では、一つの負荷機械を複数の電動機で駆動し、各々の電動機に対する制御補償器が一つの位置指令と各々の電動機の位置検出信号とに基づいて制御信号を生成し、同期補償器において複数の電動機の位置の平均を示す基準値と各々の電動機との偏差信号に基づいて演算される同期補償信号を制御補償器が出力する制御信号に加算し、各々の電動機が負荷機械を駆動する駆動信号を生成することで、複数の電動機の各々の同期を確保、すなわち位置ずれの抑制を行っている。 In order to solve such a problem, conventionally, there has been proposed a technique that eliminates adverse effects due to positional deviation and vibration of each electric motor or a load machine corresponding to each electric motor and realizes highly accurate drive control. For example, in Patent Document 1, one load machine is driven by a plurality of electric motors, and a control compensator for each electric motor generates a control signal based on one position command and a position detection signal of each electric motor. In the compensator, a synchronous compensation signal calculated based on a reference value indicating the average of the positions of a plurality of motors and a deviation signal between each motor is added to a control signal output from the control compensator, and each motor is loaded with a load machine. By generating a drive signal for driving the motor, synchronization of each of the plurality of electric motors is ensured, that is, positional deviation is suppressed.
一般的に、電動機あるいは電動機が駆動する負荷機械の位置信号からトルク指令信号までの帰還ループのループゲインを大きくするほど高い制御性能を実現することが可能となるが、帰還ループのループゲインを大きくしすぎると制御系の安定性が低下し、制御系が振動的な応答を示すようになる。さらに帰還ループのループゲインを大きくすると発散してしまうことがある。そのため、帰還ループのループゲインは制御系が安定となる範囲で可能限り高い制御性能が得られるような適切な値に調整する必要がある。 In general, the higher the loop gain of the feedback loop from the position signal of the motor or the load machine driven by the motor to the torque command signal, the higher the control performance can be realized. If it is too much, the stability of the control system is lowered, and the control system shows a vibration response. Furthermore, if the loop gain of the feedback loop is increased, it may diverge. Therefore, it is necessary to adjust the loop gain of the feedback loop to an appropriate value so that the highest possible control performance can be obtained within a range where the control system is stable.
特許文献1に開示された技術は、複数の電動機の各々の位置信号を位置指令信号に一致させるよう制御する制御補償器に対し、新たに同期補償器を追加することで、各々の電動機位置ずれを抑制している。しかし、電動機の位置からトルク指令信号までの帰還ループのループゲインは、位置制御部と同期補償器の帰還ループの合成となり、帰還ループの同期補償器を追加しない場合と比較して、追加した同期補償器の分だけ帰還ループのゲインが大きくなるため制御系の安定性が低下することになる。これを回避するためには、同期補償器のゲイン変更に応じて制御補償器のゲインを変更し、逆に制御補償器のゲイン変更に応じて同期補償器のゲインを変更する必要があり、制御系が安定な範囲で高い制御性能を実現する適切なゲインとなるよう調整するまでの作業が煩雑となり、長い調整時間要する問題がある。 The technique disclosed in Patent Document 1 adds a synchronous compensator to a control compensator that controls each position signal of a plurality of motors so as to coincide with a position command signal, thereby allowing each motor position shift. Is suppressed. However, the loop gain of the feedback loop from the position of the motor to the torque command signal is a combination of the feedback loop of the position controller and the synchronous compensator, and compared with the case where the synchronous compensator of the feedback loop is not added, Since the gain of the feedback loop is increased by the amount of the compensator, the stability of the control system is lowered. To avoid this, it is necessary to change the gain of the control compensator according to the gain change of the synchronous compensator, and conversely, change the gain of the synchronous compensator according to the gain change of the control compensator. There is a problem that the work until the system is adjusted to an appropriate gain that achieves high control performance within a stable range becomes complicated and requires a long adjustment time.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、外部から入力されるパラメータ信号に基づいて、制御系の安定性を低下させることなく、主位置制御回路と副位置制御回路のゲインを演算し、変更することを可能として、制御系の調整を容易なものとするとともに調整時間の短縮を可能とする位置制御装置を得ることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above, and calculates the gains of the main position control circuit and the sub position control circuit based on a parameter signal input from the outside without reducing the stability of the control system. It is an object of the present invention to provide a position control device that can be changed, facilitates adjustment of the control system, and shortens the adjustment time.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の位置制御装置は、一つの位置指令信号により一つの負荷機械を駆動する第1から第nの電動機と、該第1から第nの電動機の各々に設けられ前記負荷機械の位置を検出して位置信号として出力する第1から第nの位置検出器と、前記第1から第nの電動機の各々に設けられ当該電動機を駆動制御する第1から第nの駆動制御回路とを備え、前記第1から第nの駆動制御回路は、それぞれ前記位置指令信号と前記位置信号とに基づいて主トルク指令信号を演算する主位置制御回路と、前記第1から第nの位置検出器の出力する位置信号に基づいて副トルク指令信号を演算する副位置制御回路と、前記主トルク指令信号と前記副トルク指令信号とを加算した統合トルク指令信号に一致するよう前記電動機のトルクを制御するトルク制御回路と、外部から入力されるパラメータ信号に基づいて前記主位置制御回路と前記副位置制御回路の制御係数を演算し、変更する制御係数演算回路とを備えたことを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the position control device of the present invention includes first to n-th motors that drive one load machine by one position command signal, and the first to n-th motors. The first to nth position detectors that detect the position of the load machine and output it as a position signal and drive control of the motors provided to each of the first to nth motors. Main position control circuits for calculating a main torque command signal based on the position command signal and the position signal, respectively. A sub position control circuit that calculates a sub torque command signal based on the position signals output from the first to nth position detectors, and an integrated torque obtained by adding the main torque command signal and the sub torque command signal Matches the command signal A torque control circuit for controlling the torque of the motor, and a control coefficient calculation circuit for calculating and changing control coefficients of the main position control circuit and the sub position control circuit based on a parameter signal input from the outside. It is characterized by that.
本発明の位置制御装置によれば、外部から入力されるパラメータ信号に基づいて主位置制御回路と副位置制御回路の制御係数を演算し、変更する制御係数演算回路とを備えているので、制御系の安定性を低下させることなく、主位置制御回路と副位置制御回路の制御係数を演算し変更することを可能として、制御系の調整を容易なものとするとともに調整時間の短縮を可能とする。 According to the position control device of the present invention, since the control coefficient calculation circuit for calculating and changing the control coefficients of the main position control circuit and the sub position control circuit based on the parameter signal input from the outside is provided, It is possible to calculate and change the control coefficients of the main position control circuit and sub position control circuit without degrading the stability of the system, making it easy to adjust the control system and shortening the adjustment time To do.
以下に、本発明にかかる位置制御装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。実施の形態においては、主位置制御回路を第1の位置制御回路、副位置制御回路を第2の位置制御回路として説明する。また、これに伴い主トルク指令信号を第1のトルク指令信号、副トルク指令信号を第2のトルク指令信号として説明する。 Embodiments of a position control device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. Note that the present invention is not limited to the embodiments. In the embodiment, the main position control circuit is described as a first position control circuit, and the sub position control circuit is described as a second position control circuit. Accordingly, the main torque command signal will be described as a first torque command signal, and the auxiliary torque command signal will be described as a second torque command signal.
実施の形態1.
図1は本発明の実施の形態による位置制御装置を示すブロック図である。図1において、本実施の形態では、説明を容易にするため一つの負荷機械10の同一の可動部を二つの電動機101、201で駆動する構成としているが、一つの可動部を三つ以上の電動機で駆動する場合でも同様に適用することができる。本実施の形態は、同一の可動部として、摺動テーブルをスライドさせる二つのボールスクリュウ10a、10bを、二つの電動機101、201で駆動する場合の例である。位置検出器102、202は、電動機101、201あるいは電動機101、201の各々に対応した負荷機械の10の位置の現在値を検出するものであり、本実施の形態は、電動機101、201の位置を検出する場合の例である。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a block diagram showing a position control apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, in the present embodiment, the same movable part of one
最初に、図1で表される実施の形態の全体動作について説明する。第1の駆動制御回路103及び第2の駆動制御回路203は、一つの負荷機械10を駆動する二つの電動機101、201の各々を駆動制御するものである。第1の駆動制御回路103の内部にある第1の位置制御回路(主位置制御回路)104は、負荷機械10の目標位置を指示する位置指令信号Rと位置検出器102で検出される電動機101の現在位置を表す位置信号P1とに基づいて第1のトルク指令信号(主トルク指令信号)TR11を演算する。第2の位置制御回路(副位置制御回路)105は、位置検出回路102、202で検出される電動機101、201の位置信号P1、P2に基づいて第2のトルク指令信号(副トルク指令信号)TR12を演算する。トルク制御回路106は、第1のトルク指令信号TR11に第2のトルク指令信号TR12を加算したトルク指令信号(統合トルク指令信号)TR1に一致するよう電動機101のトルクを制御する。ゲイン演算回路(制御係数演算回路)107は、外部から入力されるパラメータ信号αに基づいて、第1の位置制御回路104と第2の位置制御回路105の制御係数を演算し、各々の制御係数を第1の位置制御回路104と第2の位置制御回路105に設定する。第2の駆動制御回路203の動作に関しては、第1の駆動制御103と同様の動作であるので説明を省略する。外部から入力されるパラメータ信号αは負荷機械10を駆動するすべての駆動制御回路(駆動制御回路103および203)に共通したパラメータであり、駆動制御回路105においては位置信号P1から主トルク指令信号TR11までの帰還ループのループゲインを電動機101に作用する等価負荷慣性J1で割った主正規化帰還ループと、位置信号P1から副トルク指令信号TR12までの帰還ループゲインを等価慣性負荷J1で除算した副正規化帰還ループゲインを調整するパラメータである。また、駆動制御回路205においては位置信号P2から主トルク指令信号TR21までの帰還ループのループゲインを電動機201に作用する等価負荷慣性J2で割った主正規化帰還ループと、位置信号P2から副トルク指令信号TR22までの帰還ループゲインを等価慣性負荷J2で除算した副正規化帰還ループゲインを調整するパラメータである。
First, the overall operation of the embodiment shown in FIG. 1 will be described. The first
次に、実施の形態により得られる効果の原理について説明する。第1の位置制御回路104は、位置指令信号Rと位置検出器103で検出される位置信号P1を入力とし、位置微分ゲインKv、位置比例ゲインKp、位置積分ゲインKiを用いて次式で表されるPID(比例・積分・微分)演算によって、位置指令信号Rと位置信号P1との偏差が減少するよう第1のトルク指令信号TR11を演算する。
Next, the principle of the effect obtained by the embodiment will be described. The first
一つの負荷機械を複数の電動機で駆動する場合において、複数の電動機あるいは負荷機械に大きさ異なる外乱トルクが加わる場合、例えば、電動機101あるいは電動機101に対応した負荷機械のみに外乱トルクTd1が加わる場合を考える。この場合、電動機101の位置信号P1は、外乱トルクの影響により、位置指令信号Rに対する遅れが大きくなり、追従誤差が大きくなる。一方、外乱トルクが加わらない電動機102の位置信号P2は、負荷機械10が持つ物理的干渉によりTd1の影響を受けるが、ここではこの物理的干渉を無視すると、位置信号P2は位置指令信号Rに対して遅れることなく追従する。そのため電動機101、102の位置信号P1、P2に位置ずれが生じることになる。
When driving one load machine with a plurality of electric motors, when a disturbance torque having a different magnitude is applied to the plurality of electric motors or the load machine, for example, the disturbance torque Td1 is applied only to the
第2の位置制御回路105は、上記のような位置ずれを抑制するためのものであり、電動機101、電動機201の位置信号P1およびP2を入力とし、位置信号P1とP2の平均位置P0と電動機101の位置信号P1との差(P0−P1)に基づいて、位置ずれ微分ゲインCv、位置ずれ比例ゲインCp、位置ずれ積分ゲインCiを用いて次式で表されるPID演算によって、電動機101の位置信号P1が平均位置P0に近づくよう第2のトルク指令信号TR12を演算する。
The second
(2)式で演算される第2のトルク指令信号TR12を、第1のトルク指令信号TR11に加算することで、外乱トルクなどにより生じた、一つの負荷機械10を駆動する二つの電動機101、201の位置ずれを抑制することが可能となる。外乱トルクTd1が加わった場合を例にすると、外乱トルクTd1により電動機101の位置信号P1は平均位置P0に対して遅れるため、第2の位置制御回路105は位置信号P1を進ませるように第2のトルク指令信号TR12を演算し、電動機201の位置信号P2は平均位置P0に対して進むため、第2の位置制御回路205は位置信号P2を遅らせるように第2のトルク指令信号TR22を演算する。これにより、外乱トルクTd1により位置信号P1、P2に位置ずれが生じても、第2の位置制御回路105、205により位置信号P1、P2はそれぞれ平均位置P0に近づくよう制御されるため位置ずれが抑制される。
Two electric motors that drive one
次に、図2を用いて、帰還ループの伝達特性について述べる。図2は、一つの負荷機械10を駆動する二つの電動機のうち、一つの電動機101、および電動機101を駆動制御する駆動回路103について抜き出したものであり、11は図1における負荷機械10の負荷慣性のうち電動機101に作用する負荷慣性であり、電動機101が等価的に駆動する等価負荷慣性を意味する。
Next, the transfer characteristic of the feedback loop will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows one
図2において、電動機101の位置信号P1からトルク指令信号TR1までの帰還ループの伝達特性を、電動機101に作用する等価負荷慣性J1で割った正規化帰還ループ伝達特性G1(s)は、位置信号P1から第1のトルク指令信号TR11までの第1の帰還ループの伝達特性をJ1で割った第1の正規化帰還ループ伝達特性G11(s)と、位置信号P1から第2のトルク指令信号TR12までの第2の帰還ループの伝達特性をJ1で割った第2の正規化帰還ループ伝達特性G12(s)との和で表される(G1(s)=G11(s)+G12(s))。
2, the electric motor the transfer characteristic of the feedback loop from the position signals P 1 of 101 to the torque command signal T R1, equivalent load inertia normalized feedback divided by J 1 loop transfer characteristic G 1 acting on the
第2の位置制御回路を追加すると位置信号P1、P2の位置ずれを抑制することが可能となるが、(5)式が示すように、電動機101の位置信号P1からトルク指令信号TR1までの正規化帰還ループゲインはWk+Wcとなり、第2の位置制御回路を追加した分だけ増加することになるため、制御系の安定性が低下する。そのため、駆動制御回路103に第2の位置制御回路を追加すると、位置指令Rに対する位置信号P1の追従特性と、位置信号P1とP2の位置ずれ抑制効果を考慮して、さらに制御系が安定となるよう第1の位置制御回路と第2の制御回路のゲインを再度設定し直す必要がある。
Although it is possible to suppress the positional deviation of the position signal P 1, P 2 and adding a second position control circuit, (5) as indicated equation, the torque command signal from the position signal P 1 of the electric motor 101 T Since the normalized feedback loop gain up to R1 becomes W k + W c and increases by the amount of the second position control circuit added, the stability of the control system decreases. Therefore, adding a second position control circuit to the
そこで本実施の形態においては、外部から入力される一つのパラメータ信号αに基づいて、電動機101の位置信号P1からトルク指令信号TR1までの正規化帰還ループゲインが一定値となるよう第1の正規化帰還ループゲインWkと、第2の正規化帰還ループゲインWcの配分を変更し、各々の正規化帰還ループゲインに基づいて、位置制御回路104と第2の位置制御回路10のPIDゲインを演算、変更するようにしている。
Therefore, in this embodiment, on the basis of one parameter signal externally input alpha, first to normalize the feedback loop gain of the position signal P 1 of the
次に、ゲイン演算回路107の動作について説明する。ゲイン演算回路107は、(7)式、(8)式に示すように、第1の正規化ゲインWkを一定の値W0と外部から入力されるパラメータ信号αとの積で表し、第2の正規化ゲインWcを一定の値W0とパラメータ信号αの1に対する補数との積で表し、外部から入力されるパラメータ信号αを変更することで、第1の正規化帰還ループゲインWkと第2の正規化帰還ループゲインWcとの和が一定の値W0となるようWkとWcを演算する。
Next, the operation of the
ここで、一定の値W0は、第2の位置制御回路がない、すなわち外部から入力されるパラメータ信号αが0であるとき、制御系が安定な範囲で高性能を実現するために適切に設定された正規化帰還ループゲインとすれば、パラメータ信号αをどのような値に調整しても制御系の正規化帰還ループゲインはW0で一定となるため、制御系の安定性は維持される。正規化帰還ループゲインは正である必要があるので、パラメータ信号αの調整範囲は0以上1未満の範囲となる。また、パラメータ信号αを大きくするほど、電動機101、201の位置信号P1、P2はそれらの平均値P0に近づき、位置ずれを抑制する効果が強くなるが、その一方で、外乱トルクが加わった場合の位置指令信号Rに対する電動機101、201の位置信号P1、P2の平均値P0の指令追従性は低下することになる。よって、パラメータ信号αは、0から0.5程度の範囲で調整すればよい。
Here, the constant value W 0 is appropriate for the control system to achieve high performance in a stable range when the second position control circuit is not provided, that is, when the parameter signal α input from the outside is 0. If the set normalized feedback loop gain is used, the control system normalized feedback loop gain is constant at W 0 regardless of the value of the parameter signal α, so that the stability of the control system is maintained. The Since the normalized feedback loop gain needs to be positive, the adjustment range of the parameter signal α is in the range of 0 to less than 1. Further, as the parameter signal α is increased, the position signals P 1 and P 2 of the
上記の結果、ゲイン演算回路(制御係数演算回路)107、108の効果により、外部から入力されるパラメータ信号αを0としてときの正規化帰還ループのループゲインを基準として、パラメータ信号αを0から大きくするだけの簡単な調整で、制御系の安定性を損なうことなく、電動機101、201の位置信号のずれを抑制することが可能となる。
As a result of the above, due to the effects of the gain calculation circuits (control coefficient calculation circuits) 107 and 108, the parameter signal α is changed from 0 based on the loop gain of the normalized feedback loop when the parameter signal α input from the outside is set to 0. It is possible to suppress the displacement of the position signals of the
なお、本実施の形態では、位置検出回路102、202は電動機101、201の位置を検出しているが、位置検出回路は電動機101、201が駆動する負荷機械10の位置を検出するものであってもよい。
In the present embodiment, the
また、第1の位置制御回路に入力される位置信号が電動機の位置であり、第2の位置制御回路に入力される位置信号が電動機101、201が駆動する負荷機械10の位置であるといったように、第1の位置制御回路と第2の位置制御回路に入力される位置信号が異なったものであってもよい。
Further, the position signal input to the first position control circuit is the position of the electric motor, and the position signal input to the second position control circuit is the position of the
以上のように、本実施の形態の位置制御装置によれば、外部から入力されるパラメータ信号に基づいて第1の位置制御回路と第2の位置制御回路のゲイン(制御係数)を演算するとともに演算結果に変更するゲイン演算回路とを備えているので、第1の位置制御回路と第2の位置制御回路のゲインを演算し変更することを可能として、制御系の調整を容易なものとするとともに調整時間の短縮を可能とする。 As described above, according to the position control device of the present embodiment, the gains (control coefficients) of the first position control circuit and the second position control circuit are calculated based on the parameter signal input from the outside. Since a gain calculation circuit for changing to a calculation result is provided, it is possible to calculate and change the gains of the first position control circuit and the second position control circuit, thereby facilitating adjustment of the control system. At the same time, adjustment time can be shortened.
また、本実施の形態の位置制御装置によれば、ゲイン演算回路は、外部から入力されるパラメータ信号に基づいて、位置信号から第1の主トルク指令信号までの帰還ループのループゲインを駆動制御回路が駆動する電動機に作用する負荷機械の慣性負荷で除算した第1の正規化帰還ループゲインと、位置信号から第2のトルク指令信号までの帰還ループゲインを慣性負荷で除算した第2の正規化帰還ループゲインとの和が所定の一定値となるように第1の主位置制御回路と第2の副位置制御回路の制御係数を演算し、変更するので、制御系の安定性を低下させることなく、第1の位置制御回路と第2の位置制御回路のゲインを演算し変更することを可能とる。 Further, according to the position control device of the present embodiment, the gain calculation circuit drives and controls the loop gain of the feedback loop from the position signal to the first main torque command signal based on the parameter signal input from the outside. A first normalized feedback loop gain divided by the inertial load of the load machine acting on the electric motor driven by the circuit, and a second normalization obtained by dividing the feedback loop gain from the position signal to the second torque command signal by the inertial load. Since the control coefficients of the first main position control circuit and the second sub position control circuit are calculated and changed so that the sum with the feedback loop gain becomes a predetermined constant value, the stability of the control system is lowered. The gains of the first position control circuit and the second position control circuit can be calculated and changed without any change.
さらにまた、本実施の形態の位置制御装置によれば、ゲイン演算回路は、外部から入力されるパラメータ信号に基づいて、位置信号から第1のトルク指令信号までの帰還ループの第1の帰還ループ伝達特性と、位置信号から第2の副トルク指令信号までの帰還ループの第2の帰還ループ伝達特性との和が所定の一定値となるように第1の位置制御回路と第2の副位置制御回路の制御係数を演算し、変更するので、制御系をさらに安定性に保ちながら、第1の位置制御回路と第2の位置制御回路のゲインを演算し変更することを可能とする。 Furthermore, according to the position control apparatus of the present embodiment, the gain calculation circuit is configured so that the first feedback loop of the feedback loop from the position signal to the first torque command signal is based on a parameter signal input from the outside. The first position control circuit and the second sub position so that the sum of the transfer characteristic and the second feedback loop transfer characteristic of the feedback loop from the position signal to the second sub torque command signal becomes a predetermined constant value. Since the control coefficient of the control circuit is calculated and changed, it is possible to calculate and change the gains of the first position control circuit and the second position control circuit while keeping the control system more stable.
以上のように、本発明にかかる位置制御装置は、負荷機械である、工作機械、射出成形機及びプレス機などの、例えば送り軸などの可動部を複数の電動機で駆動する位置制御装置に最適なものである。 As described above, the position control device according to the present invention is optimal for a position control device that drives a movable part such as a feed shaft with a plurality of electric motors, such as a machine tool, an injection molding machine, and a press machine, which are load machines. It is a thing.
10 負荷機械
11 第1の電動機に作用する等価負荷慣性
101 第1の電動機
102 第1の位置検出回路
103 第1の駆動制御回路
104、204 第1の位置制御回路(主位置制御回路)
105、205 第2の位置制御回路(副位置制御回路)
106、206 トルク制御回路
107、207 ゲイン演算回路(制御係数演算回路)
201 第2の電動機
202 第2の位置検出回路
203 第2の駆動制御回路
DESCRIPTION OF
105, 205 Second position control circuit (sub-position control circuit)
106, 206
201 Second electric motor 202 Second
Claims (2)
前記第1から第nの駆動制御回路は、それぞれ
前記位置指令信号と前記第1から第nの電動機の各々の位置信号とに基づいて、少なくとも比例・積分・微分動作のいずれか1つを含む制御動作により第1から第nの電動機の各々に対する主トルク指令信号を演算する主位置制御回路と、
前記第1から第nの位置検出器の出力するすべての位置信号に基づいて、少なくとも比例・積分・微分動作のいずれか1つを含む制御動作により第1から第nの電動機の各々に対する副トルク指令信号を演算する副位置制御回路と、
前記主トルク指令信号と前記副トルク指令信号とを加算した統合トルク指令信号に一致するよう前記第1から第nの電動機の各々のトルクを制御するトルク制御回路と、
第1から第nの電動機に対応する前記位置信号のずれを抑制する効果を表す一つのパラメータ信号に基づいて、前記位置信号から前記主トルク指令信号までの帰還ループのループゲインを前記駆動制御回路が駆動する前記電動機に作用する前記負荷機械の慣性負荷で除算した主正規化帰還ループゲインと、前記位置信号から前記副トルク指令信号までの帰還ループのループゲインを前記慣性負荷で除算した副正規化帰還ループゲインとの和が所定の一定値のまま配分を変更するよう前記主正規化帰還ループゲインと副正規化帰還ループゲインとを定め、前記主正規化帰還ループゲインを要素とした乗算に基づいて前記主位置制御回路の比例・積分・微分動作の制御係数の演算を行い、前記副正規化帰還ループゲインを要素とした乗算に基づいて前記副位置制御回路の比例・積分・微分動作の制御係数の演算を行う制御係数演算回路と、
を備えたことを特徴とする位置制御装置。 The outputs from the first to drive one of the load machine by one of the position command signal and the motor of the n, the position of the mechanical load provided from the first to each of the motors of the n as the detected position signal 1 to n-th position detectors, and first to n-th drive control circuits that are provided in each of the first to n-th electric motors and drive-control the electric motors,
The first to n-th drive control circuits each include at least one of proportional, integral, and differential operations based on the position command signal and the position signals of the first to n-th motors, respectively. A main position control circuit for calculating a main torque command signal for each of the first to n-th motors by a control operation;
On the basis of all position signals output from the first to n-th position detectors, a sub-torque for each of the first to n-th motors by a control operation including at least one of proportional, integral and differential operations. A sub position control circuit for calculating a command signal;
A torque control circuit for controlling the torque of each of the first to n-th motors so as to coincide with an integrated torque command signal obtained by adding the main torque command signal and the sub torque command signal;
Based on one parameter signal representing the effect of suppressing the shift of the position signal corresponding to the first to n-th electric motors, a loop gain of a feedback loop from the position signal to the main torque command signal is determined in the drive control circuit. A main normalized feedback loop gain divided by the inertia load of the load machine acting on the motor driven by the motor, and a subnormal obtained by dividing the loop gain of the feedback loop from the position signal to the sub torque command signal by the inertia load. The main normalized feedback loop gain and the subnormalized feedback loop gain are determined so that the distribution is changed while the sum of the normalized feedback loop gain is a predetermined constant value, and multiplication is performed using the main normalized feedback loop gain as an element. It performs an operation of a control factor of the proportional-integral-derivative operation of the main position control circuit based, based on the multiplication and the secondary normalized feedback loop gain elements A control coefficient calculation circuit for performing calculation of the control coefficient of the proportional-integral-derivative operation of the secondary position control circuit,
A position control device comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の位置制御装置。 Wherein said control coefficient operation circuit according to claim 1, characterized in that the control system the predetermined constant value only the main position control circuit and the main normalized feedback loop gain when adjusted to be stable Position control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008081841A JP4712063B2 (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Position control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008081841A JP4712063B2 (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Position control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009237821A JP2009237821A (en) | 2009-10-15 |
JP4712063B2 true JP4712063B2 (en) | 2011-06-29 |
Family
ID=41251702
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2008081841A Active JP4712063B2 (en) | 2008-03-26 | 2008-03-26 | Position control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4712063B2 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6035755B2 (en) * | 2012-02-01 | 2016-11-30 | セイコーエプソン株式会社 | Press working method |
JP2017151528A (en) * | 2016-02-22 | 2017-08-31 | 株式会社リコー | Drive control device, motor drive system, image processing device, and conveyance device |
Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000056837A (en) * | 1998-08-04 | 2000-02-25 | Canon Inc | Pid adjusting method for stage position control system, pi adjusting method for stage speed control system, and stage device |
JP2000089829A (en) * | 1998-09-14 | 2000-03-31 | Yaskawa Electric Corp | Position control method and device therefor |
JP2001222324A (en) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Nissan Motor Co Ltd | Positioning controller and positioning control method |
JP2001350525A (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-21 | Yaskawa Electric Corp | Positioning servo controller |
JP2001350524A (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-21 | Yaskawa Electric Corp | Position controller |
JP2001356822A (en) * | 2000-06-12 | 2001-12-26 | Yaskawa Electric Corp | Position controller |
JP2002006958A (en) * | 2000-06-26 | 2002-01-11 | Yaskawa Electric Corp | Positioning control device |
JP2002027772A (en) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Yaskawa Electric Corp | Motor controller |
JP2002027784A (en) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Yaskawa Electric Corp | Motor controller |
JP2003189653A (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-04 | Yaskawa Electric Corp | Electric motor control device and method of setting its gain |
JP2006340454A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | Motor controller |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07200062A (en) * | 1993-12-29 | 1995-08-04 | Toshiba Corp | Servo controller |
-
2008
- 2008-03-26 JP JP2008081841A patent/JP4712063B2/en active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000056837A (en) * | 1998-08-04 | 2000-02-25 | Canon Inc | Pid adjusting method for stage position control system, pi adjusting method for stage speed control system, and stage device |
JP2000089829A (en) * | 1998-09-14 | 2000-03-31 | Yaskawa Electric Corp | Position control method and device therefor |
JP2001222324A (en) * | 2000-02-07 | 2001-08-17 | Nissan Motor Co Ltd | Positioning controller and positioning control method |
JP2001350524A (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-21 | Yaskawa Electric Corp | Position controller |
JP2001350525A (en) * | 2000-06-09 | 2001-12-21 | Yaskawa Electric Corp | Positioning servo controller |
JP2001356822A (en) * | 2000-06-12 | 2001-12-26 | Yaskawa Electric Corp | Position controller |
JP2002006958A (en) * | 2000-06-26 | 2002-01-11 | Yaskawa Electric Corp | Positioning control device |
JP2002027772A (en) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Yaskawa Electric Corp | Motor controller |
JP2002027784A (en) * | 2000-07-11 | 2002-01-25 | Yaskawa Electric Corp | Motor controller |
JP2003189653A (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-04 | Yaskawa Electric Corp | Electric motor control device and method of setting its gain |
JP2006340454A (en) * | 2005-05-31 | 2006-12-14 | Mitsubishi Electric Corp | Motor controller |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2009237821A (en) | 2009-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7183739B2 (en) | Synchronous control device | |
JP4760912B2 (en) | Servo control device | |
JP4575508B1 (en) | Servo control device for dual position feedback control | |
US5646495A (en) | Tandem control method based on a digital servomechanism | |
KR101269272B1 (en) | Motor control device | |
JP4014162B2 (en) | Machine tool position control device and machine tool position control method | |
US7982425B2 (en) | Position control apparatus | |
JP6653542B2 (en) | Motor control device | |
US20170293287A1 (en) | Servo control apparatus for driving plurality of motors | |
WO2013132946A1 (en) | Servo control device and servo control method | |
JP4226420B2 (en) | Position control device | |
JP2006190074A (en) | Synchronization control apparatus | |
JP4712063B2 (en) | Position control device | |
CN111791087A (en) | Control device for machine tool having main spindle and feed spindle | |
JP5052987B2 (en) | Position or speed control device | |
TW201409924A (en) | Motor control device | |
PH12016000310A1 (en) | Motor control apparatus | |
CN113632036A (en) | Control device | |
JP2003047269A (en) | Servo controller | |
JP2002163006A (en) | Controller and method for controlling electric motor | |
JP2006340454A (en) | Motor controller | |
JP2004310261A (en) | Motor-controlling device | |
RU2432233C2 (en) | Cutting tool control device in machining | |
CN111752146A (en) | Dead time estimating device and testing device provided with same | |
JP2008312385A (en) | Motor control method, motor control unit using same, and system controller |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20100114 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100302 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100423 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20101207 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20110203 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20110222 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20110322 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4712063 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |