JP6410971B2 - サーボ制御装置 - Google Patents
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Description
図1は、実施の形態1にかかるサーボ制御装置が適用された協調制御系の構成を示す図である。協調制御系1000は、サーボ制御装置100、第1サーボ系である低速軸サーボ系200、および第2サーボ系である高速軸サーボ系300を備えている。高速軸サーボ系300は、低速軸サーボ系200よりも応答性が高い。サーボ制御装置100は、低速軸サーボ系200および高速軸サーボ系300を制御する。
y=Gf′GsXrst+GfXr−Gs′GfXrst (式1)
Gw=y/Xr=Gf (式2)
y=HsGsXrst+GfXr−HfGfXrst (式3)
実施の形態2では、第1伝達関数および第2伝達関数の設定が実施の形態1と異なる。実施の形態2は、第1伝達関数と低速軸モデル伝達関数との積を第2伝達関数と高速軸モデル伝達関数との積と一致させることの別の例である。
y=GfXr−GfGs′(1/Gf′)Xrst+GsXrst (式4)
低速軸駆動部220と高速軸駆動部320とは、高速軸330を介して接続されている場合、モータ222が低速軸駆動部220を駆動することによって、高速軸駆動部320に干渉力が働く。また、モータ322が高速軸駆動部320を駆動することによって、低速軸駆動部220に干渉力が働く。低速軸駆動部220と高速軸駆動部320との間で干渉力が働く場合、低速軸駆動部220の低速軸指令値Xrs132に対する追従精度が劣化し、高速軸駆動部320の高速軸指令値Xrf133に対する追従精度が劣化するため、合成指令値Xr130に対する合成位置y500の追従精度が劣化する。
Ff=−AsWf (式5)
Fs=−AfWf (式6)
実施の形態4では、各軸のサーボ系において、規範モデルサーボ系が適用される。規範モデルサーボ系では、制御対象の逆モデルが使用されることにより、規範モデル位置と制御対象の出力とを一致させる補償制御がなされる。規範モデル位置は、規範モデルサーボ系に設定される規範モデルによって出力されるものである。
実施の形態5では、実施の形態4の構成に実施の形態3で説明した干渉力の作用を低減するための構成を適用した協調制御系を説明する。
実施の形態6のサーボ制御装置は、実施の形態1のサーボ制御装置100に遅延部を加えて得られるものである。
y=Gf′GsXrst+etGfXr−Gs′GfXrst (式7)
Gv=etGf (式8)
Claims (14)
- 第1軸上を第1モータが駆動する第1駆動部の位置を第1軸指令値に追従させる第1サーボ系と、前記第1軸と同方向の第2軸上を第2モータが駆動する第2駆動部の位置を第2軸指令値に追従させる第2サーボ系と、を制御し、前記第2サーボ系の応答性は前記第1サーボ系の応答性よりも高く、前記第1駆動部の位置と前記第2駆動部の位置との合成位置を制御するサーボ制御装置において、
前記合成位置の位置指令値である合成指令値に基づき第1軸目標値を作成する第1軸目標値作成部と、
第1伝達関数を用いることによって前記第1軸目標値を前記第1軸指令値に変換し、第2伝達関数を用いることによって前記第1軸目標値を変換し、前記変換された第1軸目標値を前記合成指令値から減算することによって前記第2軸指令値を計算し、前記第1伝達関数と前記第1サーボ系の特性をモデル化した第1モデル伝達関数との積は前記第2伝達関数と前記第2サーボ系の特性をモデル化した第2モデル伝達関数との積と等しい、補正部と、
を備えることを特徴とするサーボ制御装置。 - 前記第1伝達関数は前記第2モデル伝達関数と等しく、
前記第2伝達関数は前記第1モデル伝達関数と等しい、
ことを特徴とする請求項1に記載のサーボ制御装置。 - 前記第1伝達関数は1であって前記第1軸指令値は前記第1軸目標値と等しく、
前記第2伝達関数は前記第2モデル伝達関数の逆関数と前記第1モデル伝達関数との積と等しい、
ことを特徴とする請求項1に記載のサーボ制御装置。 - 前記第2サーボ系は、前記第2モータのアンプに入力する第2軸推力指令値を、前記第2駆動部の位置を前記第2軸指令値に追従させる補償制御に基づいて計算する第2軸補償部を備え、
前記第1駆動部の駆動が前記第2駆動部に及ぼす干渉力である第1干渉力を前記第1軸指令値に基づいて計算し、前記計算された第1干渉力を前記計算された第2軸推力指令値から減算させる第1干渉力計算部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載のサーボ制御装置。 - 前記第1サーボ系は、前記第1モータのアンプに入力する第1軸推力指令値を、前記第1駆動部の位置を前記第1軸指令値に追従させる補償制御に基づいて計算する第1軸補償部を備え、
前記第2駆動部の駆動が前記第1駆動部に及ぼす干渉力である第2干渉力を前記第2軸指令値に基づいて計算し、前記計算された第2干渉力を前記計算された第1軸推力指令値から減算させる第2干渉力計算部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載のサーボ制御装置。 - 前記第1サーボ系は、第1軸規範モデル位置を前記第1軸指令値に基づいて計算する第1軸規範モデル部と、前記第1モータのアンプに入力する第1軸推力指令値を、前記第1軸規範モデル位置と前記第1駆動部の位置とを一致させる補償制御に基づいて計算する第1軸補償部と、を備え、
前記第2サーボ系は、第2軸規範モデル位置を前記第2軸指令値に基づいて計算する第2軸規範モデル部と、前記第2モータのアンプに入力する第2軸推力指令値を、前記第2軸規範モデル位置と前記第2駆動部の位置とを一致させる補償制御に基づいて計算する第2軸補償部と、を備え、
前記第1モデル伝達関数は前記第1軸規範モデル部の伝達関数と等しく、
前記第2モデル伝達関数は前記第2軸規範モデル部の伝達関数と等しい、
ことを特徴とする請求項1に記載のサーボ制御装置。 - 前記第1伝達関数は前記第2軸規範モデル部の伝達関数と等しく、
前記第2伝達関数は前記第1軸規範モデル部の伝達関数と等しい、
ことを特徴とする請求項6に記載のサーボ制御装置。 - 前記第1伝達関数は1であって前記第1軸指令値は前記第1軸目標値と等しく、
前記第2伝達関数は前記第2軸規範モデル部の伝達関数の逆関数と前記第1軸規範モデル部の伝達関数との積と等しい、
ことを特徴とする請求項6に記載のサーボ制御装置。 - 前記第1駆動部の駆動が前記第2駆動部に及ぼす干渉力である第1干渉力を前記第1軸規範モデル位置に基づいて計算し、前記計算された第1干渉力を前記計算された第2軸推力指令値から減算させる第1干渉力計算部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項6に記載のサーボ制御装置。 - 前記第2駆動部の駆動が前記第1駆動部に及ぼす干渉力である第2干渉力を前記第2軸規範モデル位置に基づいて計算し、前記計算された第2干渉力を前記計算された第1軸推力指令値から減算させる第2干渉力計算部をさらに備える、
ことを特徴とする請求項6または9に記載のサーボ制御装置。 - 前記第2サーボ系の制御帯域は、前記第1サーボ系の制御帯域よりも高い、
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のサーボ制御装置。 - 前記第2駆動部の加速度の制限値は、前記第1駆動部の加速度の制限値よりも大きい、
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載のサーボ制御装置。 - 前記合成指令値を、設定時間だけ遅延せしめる遅延部を備え、
前記設定時間は、ゼロより大きく、前記第2伝達関数の応答遅れ時間と前記第1軸目標値作成部の応答遅れ時間の和の2倍より短い時間であり、
前記補正部は、前記変換された第1軸目標値を前記遅延部によって遅延された前記合成指令値から減算することによって前記第2軸指令値を計算する、
ことを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載のサーボ制御装置。 - 前記設定時間は、前記第2伝達関数の応答遅れ時間と前記第1軸目標値作成部の応答遅れ時間の和に等しい、
ことを特徴とする請求項13に記載のサーボ制御装置。
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