JP6386492B2 - 高速計算される比例項にフィルタを付加したサーボ制御装置、サーボ制御方法及びサーボ制御プログラム - Google Patents
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Description
本発明は、高速計算される比例項にフィルタを付加したサーボ制御装置、サーボ制御方法及びサーボ制御プログラムに関し、特にサーボモータの電流制御に好適に用いられるサーボ制御装置、サーボ制御方法及びサーボ制御プログラムに関する。
サーボ制御装置としては、例えば特許文献1に記載された構成がある。特許文献1では、電動機等の負荷の電流制御を行う制御装置において、所定の周期毎に1回の演算を行い、電流指令値と電流出力値との電流誤差に基づく積分制御演算処理により電圧指令積分項を算出する低速演算部と、この低速演算部の周期より短い周期毎に1回の演算を行い、電流誤差に基づく比例制御演算処理により電圧指令比例項を算出し、電圧指令積分項と電圧指令比例項との加算処理により電圧指令値を作成する高速演算部とを備えることの記載がある。
上記のサーボ制御装置において、比例項が処理される周期と、サーボ制御装置に入力される第1の指令値(例えば、上記電流指令値が対応する)が更新される周期が異なるため、サーボ制御装置から出力される第2の指令値(例えば上記電圧指令値が対応する)は、偏差の一番大きな第1の指令値の変更直後の値が大きく、次の第1の指令値が変更されるまで小さくなっていく。そのために、第1の指令値の更新周期に応じて、第2の指令値が振動する。
本発明は、サーボ制御装置からサーボモータを制御するために出力される指令値の振動を抑制することができるサーボ制御装置、サーボ制御方法及びサーボ制御プログラムを提供することを目的とする。
本発明に係わるサーボ制御装置は、サーボモータを制御するための、周期信号である第1指令値と、該サーボモータからの第1検出値との差を求める第1の減算器(例えば、後述の減算器1−1)と、該第1の減算器の出力を積分し、第1の係数を乗算した積分項を作成する積分項作成部(例えば、後述の積分項作成部2)と、前記第1指令値を所定の周期で内分する内分処理部(例えば、後述の内分処理部5)と、前記内分処理部の出力と、前記第1検出値との差を求める第2の減算器(例えば、後述の減算器1−2)と、前記第2の減算器の出力に第2の係数を乗算した比例項を作成する比例項作成部(例えば、後述の比例項作成部3)と、前記積分項作成部の出力と前記比例項作成部の出力とを加算して、前記サーボモータを制御するための第2指令値として出力する第1の加算器(例えば、後述の加算器4)と、を備え、前記比例項作成部で計算する計算周期は、前記積分項作成部で計算する計算周期よりも短い、サーボ制御装置である。
前記内分処理部は、前記第1指令値の更新周期で変化した量を、前記比例項作成部で計算する計算周期で分割するものであってよい。
本発明に係わるサーボ制御装置は、サーボモータを制御するための第3指令値を微分し、その微分値に第3の係数を乗算してフィードフォワード項を作成するフィードフォワード項作成部(例えば、後述のフィードフォワード項作成部6)と、前記第3指令値と前記サーボモータからの第2検出値との差を求める第3の減算器(例えば、後述の減算器7)と、前記第3の減算器の出力からフィードバック項を作成するフィードバック項作成部(例えば、後述のフィードバック項作成部8)と、前記フィードフォワード項作成部の出力に対してタイミングを調整するタイミング調整部(例えば、後述のタイミング調整部10)と、前記フィードフォワード項作成部の出力と前記フィードバック項作成部の出力とを加算して、前記第1指令値として前記第1の減算器に出力する第2の加算器(例えば、後述の加算器9−1)と、前記タイミング調整部の出力と前記フィードバック項作成部の出力とを加算して、タイミング調整された前記第1指令値として前記内分処理部に出力する第3の加算器(例えば、後述の加算器9−2)と、を更に備えていてよい。
前記タイミング調整部は、前記内分処理部の遅れ量だけタイミングを進めるものであってよい。
前記第1指令値及びタイミング調整された前記第1指令値は速度指令値、前記第1検出値は速度検出値、第2指令値は電流指令値、前記第3指令値は位置指令値、前記第2検出値は位置検出値であってよい。
本発明に係わるサーボ制御装置のサーボ制御方法は、サーボモータを制御するための、周期信号である第1指令値と、該サーボモータからの第1検出値との第1の差を求め、前記第1の差を積分し、第1の係数を乗算した積分項を作成し、前記第1指令値を所定の周期で内分し、前記内分した値と、前記第1検出値との第2の差を求め、前記第2の差に第2の係数を乗算した比例項を作成し、前記積分項と前記比例項とを加算して、前記サーボモータを制御するための第2指令値として出力し、前記比例項を計算する計算周期は、前記積分項を計算する計算周期よりも短い、サーボ制御装置のサーボ制御方法である。
本発明に係わるサーボ制御装置のサーボ制御方法は、サーボモータを制御するための第3指令値を微分し、その微分値に第3の係数を乗算してフィードフォワード項を作成し、前記第3指令値と前記サーボモータからの第2検出値との第3の差を求め、前記第3の差からフィードバック項を作成し、前記フィードフォワード項のタイミングを調整し、前記フィードフォワード項と前記フィードバック項とを加算して、前記第1指令値として出力し、タイミング調整されたフィードフォワード項と前記フィードバック項とを加算して、タイミング調整された前記第1指令値として出力するものであってよい。
本発明に係わるサーボ制御プログラムは、サーボ制御装置としてのコンピュータに、上記本発明に係わるサーボ制御方法を実行させる、サーボ制御プログラムである。
本発明によれば、サーボ制御装置を制御するための第1指令値を所定の周期で内分することで、サーボ制御装置からサーボモータ制御のために出力される第2指令値の振動を抑制することができる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明に係わるサーボ制御装置に到る前提となる技術について説明する。以下の第1及び第2の前提技術の説明においては代表的な例としてサーボモータのサーボ制御装置を取り上げて説明する。
本発明の実施形態の説明に先立って、本発明に係わるサーボ制御装置に到る前提となる技術について説明する。以下の第1及び第2の前提技術の説明においては代表的な例としてサーボモータのサーボ制御装置を取り上げて説明する。
(第1の前提技術)
図10は第1の前提技術のサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。図10において、制御対象となるサーボモータに対する位置指令値は減算器13と微分器11とに入力される。微分器11で位置指令値が微分され、係数乗算器12で微分値に係数を乗算する。減算器13で位置指令値とサーボモータから位置出力値との差が求められる。位置指令値と位置検出値との差が位置制御ゲイン14に入力される。微分器11及び係数乗算器12は速度指令値のフィードフォワード項を作成するフィードフォワード項作成部となる。位置制御ゲイン14はサーボモータに対する速度指令値のフィードバック項を作成するフィードバック項作成部となる。
図10は第1の前提技術のサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。図10において、制御対象となるサーボモータに対する位置指令値は減算器13と微分器11とに入力される。微分器11で位置指令値が微分され、係数乗算器12で微分値に係数を乗算する。減算器13で位置指令値とサーボモータから位置出力値との差が求められる。位置指令値と位置検出値との差が位置制御ゲイン14に入力される。微分器11及び係数乗算器12は速度指令値のフィードフォワード項を作成するフィードフォワード項作成部となる。位置制御ゲイン14はサーボモータに対する速度指令値のフィードバック項を作成するフィードバック項作成部となる。
サーボモータに対する速度指令値は、位置制御ゲイン14から出力される値(フィードバック項となる)と、係数乗算器12から出力される値(フィードフォワード項となる)とを加算器15で加算して得られる。つまり、速度指令値はフィードバック項とフィードフォワード項との和となる。微分器11、係数乗算器12、減算器13、位置制御ゲイン14、及び加算器15は位置制御ループを構成する。
速度指令値と、サーボモータからの速度検出値との差が減算器21によって求められ、その差が積分器22及び比例ゲイン24にそれぞれ入力される。積分器22の積分値は積分ゲイン23で係数が乗算される。比例ゲイン24で速度指令値と速度検出値との差に係数が乗算される。加算器25で積分ゲイン23の出力値と比例ゲイン43の出力値とが加算され、その加算値がサーボモータに対する電流指令値となる。サーボモータへ電流指令値で指令した電流を流すことでサーボモータを制御する。減算器21、積分器22、積分ゲイン23、比例ゲイン24、及び加算器25は速度制御ループを構成する。
(第2の前提技術)
図11は第2の前提技術のサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。図11に示すサーボ制御装置と図10に示した第1の前提技術のサーボ制御装置との違いは、速度指令値と速度検出値との差を求める2つの減算器21−1,21−2を設け、第1減算器21−1、積分器22及び積分ゲイン23で構成され、第1周期で処理を実行する領域(積分項作成部となる)と、第2減算器21−2及び比例ゲイン24で構成され、第1周期よりも短い第2周期で処理を実行する領域(比例項作成部となる)とがある点である。つまり、比例項作成部を計算する計算周期は、積分項作成部が計算する計算周期よりも短くされている。
図11は第2の前提技術のサーボ制御装置の構成を示すブロック図である。図11に示すサーボ制御装置と図10に示した第1の前提技術のサーボ制御装置との違いは、速度指令値と速度検出値との差を求める2つの減算器21−1,21−2を設け、第1減算器21−1、積分器22及び積分ゲイン23で構成され、第1周期で処理を実行する領域(積分項作成部となる)と、第2減算器21−2及び比例ゲイン24で構成され、第1周期よりも短い第2周期で処理を実行する領域(比例項作成部となる)とがある点である。つまり、比例項作成部を計算する計算周期は、積分項作成部が計算する計算周期よりも短くされている。
サーボモータを制御するサーボ制御装置において、通常、電流指令値を使用した電流制御は、速度指令値を作成する位置制御ループよりも高速で処理されている。速度指令値と速度検出値とから電流指令値を作成する速度制御ループは、積分項作成部と比例項作成部とを持っている。速度制御ループの発振限界は遅れ時間により決まり、遅れ時間は、速度検出値を取り込んでから電流指令値を出力するまでの時間となる。
この遅れ時間を短くするためには、速度制御ループを実行する周期を短くすることが求められる。しかし、短くするためには制御を実行するプロセッサに、高い計算処理能力が要求されることになる。
通常、積分項作成部は、比例項作成部よりも応答性が遅くなる。そこで、第2の前提技術におけるサーボ制御装置では、より応答性が高い比例項の計算のみを短い周期で実行することにより、処理時間の増加を抑えつつ、高い応答性を得ている。
以上、第1及び第2の前提技術について説明したが、第2の前提技術においても改善されるべき点が残されている。第2減算器21−2、比例ゲイン24によって比例項が処理される周期と、速度指令値が更新される周期が異なるため、電流指令値は速度偏差の一番大きな速度指令値の変更直後の値が大きく、次の速度指令値が変更されるまで小さくなっていく。
そのため、速度指令値の更新周期に応じて電流指令値が振動する。この振動は、例えば、速度指令値が2msで更新されたときには500Hzの、1msで更新されたときには1kHzの、0.5msで更新されたときには2kHzの外乱として働く。
このような、速度指令値の更新周期に応じた電流指令値の振動は、速度指令値を比例項の周期で内分する本発明の構成により改善される。
以下、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。実施形態の説明において、第1及び第2検出値は制御対象から得られる。第1指令値と第1検出値は同じ種類の値であり、制御対象がサーボモータの場合、例えば、第1指令値は速度指令値、第1検出値は速度検出値である。また、第3指令値と第2検出値は同じ種類の値であり、制御対象がサーボモータの場合、例えば、第3指令値は位置指令値、第2検出値は位置検出値である。制御対象がサーボモータの場合、例えば、第2指令値は電流指令値となり、サーボモータへ電流指令値で指令した電流を流すことでサーボモータを制御することができる。
(第1の実施形態)
本実施形態では、第1指令値を比例項の周期で内分するために内分処理部を設けている。なお、内分処理部は第1指令値の更新周期で変化した量を、比例項作成部で計算する計算周期で分割することが望ましい。
本実施形態では、第1指令値を比例項の周期で内分するために内分処理部を設けている。なお、内分処理部は第1指令値の更新周期で変化した量を、比例項作成部で計算する計算周期で分割することが望ましい。
図1は本発明に係わる第1の実施形態のサーボ制御装置を示すブロック図である。図1に示すように、本実施形態のサーボ制御装置は減算器1−1(第1の減算器となる)、減算器1−2(第2の減算器となる)、積分項作成部2、比例項作成部3、加算器4(第1の加算器となる)、及び内分処理部5を備えている。積分項作成部2は入力を積分し係数を乗算した積分項を作成し、比例項作成部3は入力に係数を乗算した比例項を作成する。
図2Aは内分処理部5、減算器1−2、比例項作成部3、及び加算器4の動作を示すフローチャートであり、図2Bは減算器1−1及び積分項作成部2の動作を示すフローチャートである。第1指令値は減算器1−1と内分処理部5に入力されて図2A、図2Bの処理が開始される。
制御対象に対する第1指令値が内分処理部5に入力されると、内分処理部5は第1指令値を比例項作成部3の周期で内分する(ステップS101)。内分処理部5の出力と制御対象からの第1検出値との差が減算器1−2によって求められ(ステップS102)、その差が比例項作成部3に入力される。比例項作成部3は比例項を作成して、加算器4に出力する(ステップ103)。加算器4は積分項作成部2の出力値と比例項作成部3の出力値とを加算し、その加算値を、制御対象を制御するための第2指令値として出力する(ステップS104)。その後、第1指令値が更新されたかどうかを判断し(ステップS105)、更新された場合はステップ102に戻り、更新されず、処理が終了しない場合(ステップS106のno)にはステップS105に戻る。
また制御対象に対する第1指令値が内分処理部5に入力されると同時に、減算器1−1に入力されると、第1指令値と、第1検出値との差が減算器1−1によって求められ(ステップS201)、その差が積分項作成部2に入力される。積分項作成部2は積分項を作成して加算器4に出力する(ステップ202)。加算器4は上述したステップS104の処理を行う。その後、第1指令値が更新されたかどうかを判断し(ステップS203)、更新された場合はステップ201に戻り、更新されず、処理が終了しない場合(ステップS204のno)にはステップS203に戻る。
なお、以上説明した図2A、図2Bのフローチャートにおいて、第1指令値の更新は同時である。
なお、以上説明した図2A、図2Bのフローチャートにおいて、第1指令値の更新は同時である。
内分処理部5は、比例項の作成に使用される第1指令値のみにかかっている。このように、第1指令値を比例項の周期で内分することで、第1指令値の振動が小さくなる。また、周波数が高くなるため、制御対象が振動に応答しにくくなる。
図3Aは内分処理部が設けられておらず、第1指令値の更新周期で第2指令値の振動が大きく発生する様子を示している。図3Bは内分処理部を設けることで、第1指令値が比例項の周期で内分され、第2指令値の振動振幅が小さくなり、周期も短くなる様子を示している。
(第2の実施形態)
図4は本発明に係わる第2の実施形態のサーボ制御装置を示すブロック図である。図4に示すように、本実施形態のサーボ制御装置は図1に示した第1実施形態のサーボ制御装置の構成に加えて、減算器7、フィードフォワード項作成部6、フィードバック項作成部8、加算器9−1,9−2、及びタイミング調整部10を備えている。図1のサーボ制御装置の構成と同一構成部については同一符号を付する。
図4は本発明に係わる第2の実施形態のサーボ制御装置を示すブロック図である。図4に示すように、本実施形態のサーボ制御装置は図1に示した第1実施形態のサーボ制御装置の構成に加えて、減算器7、フィードフォワード項作成部6、フィードバック項作成部8、加算器9−1,9−2、及びタイミング調整部10を備えている。図1のサーボ制御装置の構成と同一構成部については同一符号を付する。
第1の実施形態のサーボ制御装置においては、内分処理部で第1指令値の増分を時間で分配しているが、その内分処理のために第2指令値に遅れが発生する。
第1の検出値のフィードバックから求められる積分項及び比例項は時間を進めることはできないが、制御対象を制御するための第3指令値から作成されるフィードフォワード項は、加工プログラムの先読みにより未来の第3指令値が分かっているため、時間を進めることができる。
本実施形態は、高速で処理する比例項の遅れがなくなるように、フィードフォワード項のタイミングを内分処理部での遅れを考慮して調整するタイミング調整部10を設けている。
本実施形態は、高速で処理する比例項の遅れがなくなるように、フィードフォワード項のタイミングを内分処理部での遅れを考慮して調整するタイミング調整部10を設けている。
制御対象を制御するための第3指令値はフィードフォワード項作成部6及び減算器7に入力される。減算器7は第3指令値と制御対象からの第2検出値との差を求め、フィードバック項作成部8に入力する。減算器1−1に入力する第1の指令値は、フィードフォワード項作成部6の出力(フィードフォワード項)とフィードバック項作成部8の出力(フィードバック項)とを加算器9−1で加算することで作成される。一方、内分処理部5に入力する第4の指令値は、フィードフォワード項作成部6の出力をタイミング調整部10で調整し、タイミング調整部10の出力とフィードバック項作成部8の出力とを加算器9−2で加算することで作成される。第4の指令値はタイミング調整された第1指令値となる。
図5はフィードフォワード項作成部6、フィードバック項作成部8、タイミング調整部10、加算器9−2、内分処理部5、減算器1−2、比例項作成部3及び加算器4の動作を示すフローチャートであり、図6はフィードフォワード項作成部6、フィードバック項作成部8、加算器9−1、減算器1−1及び積分項作成部2の動作を示すフローチャートである。第3指令値は減算器7とフィードフォワード項作成部6に入力されて図5、図6の処理が開始される。なお、図5のステップS101からS104までは第1指令値が第4指令値に置き換わっている点を除いて図2AのステップS101からS104と同じなので、同符号を用いている。
図5に示すように、制御対象に対する第3指令値がフィードフォワード項作成部6と減算器7に入力され(ステップS108)、フィードフォワード項作成部6でフィードフォワード項が作成され、タイミング調整部10がフィードフォワード項作成部6の出力のタイミングを調整する(ステップS109)。減算器7は第3指令値と制御対象からの第2検出値との差を求め、フィードバック項作成部8に入力する。加算器9−2はタイミング調整部10の出力とフィードバック項作成部8の出力を加算し、第4指令値として出力する。第4指令値が内分処理部5に入力されると、内分処理部5は第4指令値を比例項作成部3の周期で内分する(ステップS101)。内分処理部5の出力と制御対象からの第1検出値との差が減算器1−2によって求められ(ステップS102)、その差が比例項作成部3に入力される。比例項作成部3は比例項を作成して、加算器4に出力する(ステップ103)。加算器4は積分項作成部2の出力値と比例項作成部3の出力値とを加算し、その加算値を、制御対象を制御するための第2指令値として出力する(ステップS104)。その後、第3指令値が更新されたかどうかを判断し(ステップS107)、更新された場合はステップ108に戻り、更新されず、処理が終了しない場合(ステップS106のno)にはステップS107に戻る。
また図6に示すように、制御対象に対する第3指令値がフィードフォワード項作成部6と減算器7に入力され(ステップS206)、減算器7は第3指令値と制御対象からの第2検出値との差を求め、フィードバック項作成部8に入力する。加算器9−1はフィードフォワード項作成部6の出力とフィードバック項作成部8の出力を加算し、第1指令値として出力する。制御対象に対する第1指令値が減算器1−1に入力されると、第1指令値と、第1検出値との差が減算器1−1によって求められ(ステップS201)、その差が積分項作成部2に入力される。積分項作成部2は積分項を作成して加算器4に出力する(ステップ202)。加算器4は上述したステップS104の処理を行う。その後、第3指令値が更新されたかどうかを判断し(ステップS205)、更新された場合はステップ206に戻り、更新されず、処理が終了しない場合(ステップS204のno)にはステップS205に戻る。なお、以上説明した図5、図6のフローチャートにおいて、第3指令値の更新は同時である。
図7Aは図1のサーボ制御装置と同様にタイミング調整されていない第1指令値と、内分後の第1指令値とのタイミングを示している。図7Bはタイミング調整されていない第1指令値と、タイミング調整された第4指令値を内分した後の第4指令値とのタイミングを示している。タイミング調整部で時間を進めることで、内分処理部での遅れを解消することができる。
以下、本発明の実施例について説明する。
(第1の実施例)
本実施例のサーボ制御装置は図1に示したサーボ制御装置を用いたものであり、第1指令値を比例項の周期で内分するための内分処理部としてフィルタを設けている。
本実施例のサーボ制御装置は図1に示したサーボ制御装置を用いたものであり、第1指令値を比例項の周期で内分するための内分処理部としてフィルタを設けている。
図8は本発明に係わる第1の実施例のサーボ制御装置を示すブロック図である。本実施例の構成は、図11に示す第2の前提技術のサーボ制御装置にフィルタ16を追加した構成となっており、フィルタ16で速度指令値を比例項の周期で内分している。フィルタ16は、比例項の作成に使用される速度指令値のみにかかっている。このように、速度指令値を比例項の周期で内分することで、速度指令値の振動が小さくなるため機械を揺らしにくくなる。また、周波数が高くなるため、機械が振動に応答しにくくなる。速度指令値の振動が小さくなること、周波数が高くなることは、ともに機械を揺らしにくい方向に影響する。
本実施形態の減算器21−1、21−2は図1のサーボ制御装置の減算器1−1、1−2に対応し、積分器22、積分ゲイン23は図1のサーボ制御装置の積分項作成部2に対応し、比例ゲイン24は図1のサーボ制御装置の比例項作成部3に対応している。速度指令値、速度検出値、電流検出値は図1のサーボ制御装置の第1指令値、第1検出値、第2指令値に対応している。
本実施例のサーボ制御装置は図1に示したサーボ制御装置と同じ効果を得ることができる。すなわち、少ない計算処理で応答性を高めるために、速度制御ループの比例項を積分項よりも短い周期で更新し、かつ、比例項の更新周期で速度指令値を内挿することで、電流指令値の更新周期での振動を低減することができる。
(第2の実施例)
図9は本発明に係わる第2の実施例のサーボ制御装置を示すブロック図である。本実施例のサーボ制御装置は図4に示した第2の実施形態のサーボ制御装置に対応するものであり、本実施例のサーボ制御装置は図8に示した第1の実施例のサーボ制御装置の構成に加えて、加算器15の代わりに設けられた加算器15−1,15−2、及びタイミング調整部17を備えている。図8のサーボ制御装置の構成と同一構成部については同一符号を付する。
図9は本発明に係わる第2の実施例のサーボ制御装置を示すブロック図である。本実施例のサーボ制御装置は図4に示した第2の実施形態のサーボ制御装置に対応するものであり、本実施例のサーボ制御装置は図8に示した第1の実施例のサーボ制御装置の構成に加えて、加算器15の代わりに設けられた加算器15−1,15−2、及びタイミング調整部17を備えている。図8のサーボ制御装置の構成と同一構成部については同一符号を付する。
位置指令値は微分器11及び減算器13に入力される。減算器13は位置指令値とサーブモータからの位置検出値との差を求め、位置制御ゲイン14に入力する。微分器11は位置指令値を微分し、係数乗算器12は微分値に係数を乗算する。
減算器21−1に入力する速度指令値は係数乗算器12の出力と位置制御ゲイン14の出力とを加算器15−1で加算することで作成される。一方、フィルタ16に入力する速度指令値は係数乗算器12の出力をタイミング調整部17で調整し、タイミング調整部10の出力と位置制御ゲイン14の出力とを加算器15−2で加算することで作成される。
本実施形態の微分器11と係数乗算器12とは図4のサーボ制御装置のフィードフォワード項作成部6に対応し、位置制御ゲイン14は図4のサーボ制御装置のフィードバック項作成部8に対応し、タイミング調整部17は図4のサーボ制御装置のタイミング調整部10に対応し、フィルタ16は図4のサーボ制御装置の内分処理部5に対応している。位置指令値、位置検出値、速度指令値、速度検出値、電流検出値は図4のサーボ制御装置の第3指令値、第2検出値、第1及び第4指令値(タイミング調整された第1指令値となる)、第1検出値、第2指令値に対応している。
本実施例のサーボ制御装置は図4に示したサーボ制御装置と同じ効果を得ることができる。すなわち、第1の実施例のサーボ制御装置においては、フィルタを用いて速度指令の増分を時間で分配しているが、フィルタの内分処理により電流指令値に遅れが発生する場合がある。本実施例では、タイミング調整部で、フィードフォワード項のタイミングをフィルタでの遅れを考慮して時間を進めることで、フィルタでの遅れを解消することができる。
以上説明した実施形態のサーボ制御装置の全部又は一部は、ハードウェア、ソフトウェア又はこれらの組合せにより実現することができる。ここで、ソフトウェアによって実現されるとは、コンピュータがプログラムを読み込んで実行することにより実現されることを意味する。ハードウェアで構成する場合、図1、図4の実施形態及び図8及び図9の実施例に示す、サーボ制御装置の一部又は全部を、例えば、LSI(Large Scale Integrated circuit)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、ゲートアレイ、FPGA(Field Programmable Gate Array)等の集積回路(IC)で構成することができる。
サーボ制御装置の全部又は一部をソフトウェアで構成する場合、図2、図5及び図6のフローチャートで示されるサーボ制御装置の動作の全部又は一部を記述したプログラムを記憶した、ハードディスク、ROM等の記憶部、演算に必要なデータを記憶するDRAM、CPU、及び各部を接続するバスで構成されたコンピュータにおいて、演算に必要な情報をDRAMに記憶し、CPUで当該プログラムを動作させることで実現することができる。この場合、図2Aと図2Bとの処理、図5と図6との処理は並列処理されるがマルチプロセッサやマルチコアを備えたコンピュータで処理を行うことができる。
プログラムは、様々なタイプのコンピュータ可読媒体(computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。コンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。コンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えば、フレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば、光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(random access memory))を含む。
1−1、1−2、7、13、21、21−1、21−2 減算器
2 積分項作成部
3 比例項作成部
4、9−1、9−2、15、15−1,15−2、25 加算器
5 内分処理部
6 フィードフォワード項作成部
8 フィードバック項作成部
11 微分器
12 係数乗算器
14 位置制御ゲイン
22 積分器
23 積分ゲイン
24 比例ゲイン
2 積分項作成部
3 比例項作成部
4、9−1、9−2、15、15−1,15−2、25 加算器
5 内分処理部
6 フィードフォワード項作成部
8 フィードバック項作成部
11 微分器
12 係数乗算器
14 位置制御ゲイン
22 積分器
23 積分ゲイン
24 比例ゲイン
Claims (8)
- サーボモータを制御するための、周期信号である第1指令値と、該サーボモータからの第1検出値との差を求める第1の減算器と、
該第1の減算器の出力を積分し、第1の係数を乗算した積分項を作成する積分項作成部と、
前記第1指令値を所定の周期で内分する内分処理部と、
前記内分処理部の出力と、前記第1検出値との差を求める第2の減算器と、
前記第2の減算器の出力に第2の係数を乗算した比例項を作成する比例項作成部と、
前記積分項作成部の出力と前記比例項作成部の出力とを加算して、前記サーボモータを制御するための第2指令値として出力する第1の加算器と、
を備え、
前記比例項作成部で計算する計算周期は、前記積分項作成部で計算する計算周期よりも短い、サーボ制御装置。 - 前記内分処理部は、前記第1指令値の更新周期で変化した量を、前記比例項作成部で計算する計算周期で分割する、請求項1に記載のサーボ制御装置。
- サーボモータを制御するための第3指令値を微分し、その微分値に第3の係数を乗算してフィードフォワード項を作成するフィードフォワード項作成部と、
前記第3指令値と前記サーボモータからの第2検出値との差を求める第3の減算器と、
前記第3の減算器の出力からフィードバック項を作成するフィードバック項作成部と、
前記フィードフォワード項作成部の出力に対してタイミングを調整するタイミング調整部と、
前記フィードフォワード項作成部の出力と前記フィードバック項作成部の出力とを加算して、前記第1指令値として前記第1の減算器に出力する第2の加算器と、
前記タイミング調整部の出力と前記フィードバック項作成部の出力とを加算して、タイミング調整された前記第1指令値として前記内分処理部に出力する第3の加算器と、
を更に備えた、請求項1又は2に記載のサーボ制御装置。 - 前記タイミング調整部は、前記内分処理部の遅れ量だけタイミングを進める、請求項3に記載のサーボ制御装置。
- 前記第1指令値及びタイミング調整された前記第1指令値は速度指令値、前記第1検出値は速度検出値、第2指令値は電流指令値、前記第3指令値は位置指令値、前記第2検出値は位置検出値である、請求項3又は4に記載のサーボ制御装置。
- サーボモータを制御するための、周期信号である第1指令値と、該サーボモータからの第1検出値との第1の差を求め、
前記第1の差を積分し、第1の係数を乗算した積分項を作成し、
前記第1指令値を所定の周期で内分し、
前記内分した値と、前記第1検出値との第2の差を求め、
前記第2の差に第2の係数を乗算した比例項を作成し、
前記積分項と前記比例項とを加算して、前記サーボモータを制御するための第2指令値として出力し、
前記比例項を計算する計算周期は、前記積分項を計算する計算周期よりも短い、サーボ制御装置のサーボ制御方法。 - サーボモータを制御するための第3指令値を微分し、その微分値に第3の係数を乗算してフィードフォワード項を作成し、
前記第3指令値と前記サーボモータからの第2検出値との第3の差を求め、
前記第3の差からフィードバック項を作成し、
前記フィードフォワード項のタイミングを調整し、
前記フィードフォワード項と前記フィードバック項とを加算して、前記第1指令値として出力し、
タイミング調整されたフィードフォワード項と前記フィードバック項とを加算して、タイミング調整された前記第1指令値として出力する請求項6に記載のサーボ制御方法。 - サーボ制御装置としてのコンピュータに、
請求項6又は7に記載のサーボ制御方法を実行させる、サーボ制御プログラム。
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