JP5681470B2 - サーボアンプの制御ループゲイン調整方法、プログラム及びロボット制御装置 - Google Patents
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Description
上記目的を達成するために、その他の本発明に係るサーボアンプの制御ループゲイン調整プログラムは、ロボットの各関節に設けられたサーボモータに対して外部からの制御指令に応じた該サーボモータの制御量を帰還させて制御ループを形成する、サーボアンプの制御ループゲイン調整プログラムであって、コンピュータに、前記制御ループゲインのデフォルト値及び前記サーボアンプの電源電圧のデフォルト値に基づいて、前記制御ループを形成するとともに前記サーボモータの駆動を開始する工程と、前記サーボアンプの電源電圧を検出する工程と、検出した前記サーボアンプの電源電圧の変化に対して逆方向に変化するように前記制御ループゲインを調整する工程と、を遂行させ、前記制御ループは、前記サーボモータの電流を帰還させて形成される電流ループを含み、前記制御ループゲインを調整する工程は、前記電流ループ全体のゲインである電流ループゲインに含まれる比例ゲインを調整するものである。
図1は、本発明の実施の形態に係るサーボアンプを含むロボット制御システムの全体構成を示した図である。
図2は、図1に示すロボット制御装置の詳細な構成を示した図である。なお、同図に示す参照符号M及びEは、図1に示す各軸A1〜A6のサーボモータM1〜M6及び位置検出器E1〜E6のうちのいずれか一つを表している。駆動部230及び制御部240は、各軸A1〜A6それぞれに設けられるものである。また、同図に示す太線は、電流サーボ系の電流ループを表している。
図4は、図1、図2に示すロボット制御装置の電流ループゲインの調整動作を説明するフローチャートである。
(式1)はPN間電圧PNvoltageと電流ループゲインKCPとの間には反比例の関係が成立することを表している。
KCP_MIN=(PNVOLT_DEF[V]/PNVOLT_MAX[V])*KCP_default ・・・(式3)
つぎに、ゲイン調整部246は、バッファに書き込まれた電流ループゲインKCPの変数値に対してローパスフィルタ処理を実行し(ステップS405)、上限値KCP_MAXから下限値KCP_MINの範囲内に収まるようにリミット処理を実行する(ステップS406)。電流ループゲインKCPの急激な変化に伴う電流サーボ制御の不安定性をさらに抑止するためである。
PN間電圧PNvoltageのレベルに応じて可変させる電流制御ループゲインは、電流制御部243の比例ゲインKCP及び積分ゲインKCIの両方であってもよい。また、電流制御部243はPID制御を行うように構成されてもよく、この場合、PN間電圧PNvoltageのレベルに応じて可変させる電流制御ループゲインは、比例ゲイン、比例ゲイン+積分ゲイン、比例ゲイン+微分ゲイン、又は比例ゲイン+積分ゲイン+微分ゲインのうちのいずれか一つとしてもよい。
電流ループゲインKCPに対して実行したローパスフィルタ処理は、電圧検出器255から取得したPN間電圧PNvoltageに対して実行してもよい。
電流ループゲインKCPに対して実行したローパスフィルタ処理は、バンドパスフィルタ処理などの他のフィルタ処理であってもよい。
M1〜M6…サーボモータ
E1〜E6…位置検出器
A1〜A6…回転軸
JT1〜JT6…関節
2…基台
3…旋回台
4〜7…アーム部材
9…アタッチメント
10…手首装置
11…ツール部材
200…ロボット制御装置
210…サーボアンプ
220…商用電源
230…駆動部
231…電流検出器
T1…ソーストランジスタ
T2…シンクトランジスタ
D1、D2…回生ダイオード
240…制御部
241…位置制御部
242…速度制御部
243…電流制御部
244…パルス幅変調部
245…回生制御部
246…ゲイン調整部
247…比例要素
248…積分要素
250…電源部
251…全波整流器
252…平滑コンデンサ
253…回生抵抗
254…回生電力放電用トランジスタ
255…電圧検出器
Claims (6)
- ロボットの各関節に設けられたサーボモータに対して外部からの制御指令に応じた該サーボモータの制御量を帰還させて制御ループを形成する、サーボアンプの制御ループゲイン調整方法であって、
前記制御ループゲインのデフォルト値及び前記サーボアンプの電源電圧のデフォルト値に基づいて、前記制御ループを形成するとともに前記サーボモータの駆動を開始する工程と、
前記サーボアンプの電源電圧を検出する工程と、
検出した前記サーボアンプの電源電圧の変化に対して逆方向に変化するように前記制御ループゲインを調整する工程と、
を備え、
前記制御ループは、前記サーボモータの電流を帰還させて形成される電流ループを含み、
前記制御ループゲインを調整する工程は、前記電流ループ全体のゲインである電流ループゲインに含まれる比例ゲインを調整する、サーボアンプの制御ループゲイン調整方法。 - 検出した前記サーボアンプの電源電圧を上限値から下限値までの範囲内にリミット処理する工程を備える、請求項1に記載のサーボアンプの制御ループゲイン調整方法
- 調整した前記制御ループゲインを上限値から下限値までの範囲内にリミット処理する工程を備える、請求項1に記載のサーボアンプの制御ループゲイン調整方法。
- 検出した前記サーボアンプの電源電圧又は調整した前記制御ループゲインをフィルタ処理する工程を備える、請求項1に記載のサーボアンプの制御ループゲイン調整方法。
- ロボットの各関節に設けられたサーボモータに対して外部からの制御指令に応じた該サーボモータの制御量を帰還させて制御ループを形成する、サーボアンプの制御ループゲイン調整プログラムであって、
コンピュータに、
前記制御ループゲインのデフォルト値及び前記サーボアンプの電源電圧のデフォルト値に基づいて、前記制御ループを形成するとともに前記サーボモータの駆動を開始する工程と、
前記サーボアンプの電源電圧を検出する工程と、
検出した前記サーボアンプの電源電圧の変化に対して逆方向に変化するように前記制御ループゲインを調整する工程と、
を遂行させ、
前記制御ループは、前記サーボモータの電流を帰還させて形成される電流ループを含み、
前記制御ループゲインを調整する工程は、前記電流ループ全体のゲインである電流ループゲインに含まれる比例ゲインを調整する、サーボアンプの制御ループゲイン調整プログラム。 - ロボットの各関節に設けられたサーボモータに対して、外部からの制御指令に応じた該サーボモータの制御量を帰還させて制御ループを形成するサーボアンプを備えたロボット制御装置において、
前記サーボアンプは、
前記サーボモータを駆動する駆動部と、
前記サーボアンプ全体の制御を司る制御部と、
商用電源を整流して得られる直流の電源電圧を前記制御部に供給する電源部と、を備え、
前記制御部は、
前記制御ループの制御ループゲインのデフォルト値及び前記電源部の前記電源電圧のデフォルト値に基づいて、前記制御ループを形成するとともに、前記駆動部による前記サーボモータの駆動を開始する手段と、
前記電源部の前記電源電圧を検出する手段と、
検出した前記電源電圧が上昇する場合には減少させ、前記の電源電圧が下降する場合には増大させるように前記制御ループゲインを調整する手段と、
を備え、
前記制御ループは、前記サーボモータの電流を帰還させて形成される電流ループを含み、
前記制御ループゲインを調整する手段は、前記電流ループ全体のゲインである電流ループゲインに含まれる比例ゲインを調整する、ロボット制御装置。
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