JPH01276316A - Damping controller - Google Patents

Damping controller

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Publication number
JPH01276316A
JPH01276316A JP10651388A JP10651388A JPH01276316A JP H01276316 A JPH01276316 A JP H01276316A JP 10651388 A JP10651388 A JP 10651388A JP 10651388 A JP10651388 A JP 10651388A JP H01276316 A JPH01276316 A JP H01276316A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
control gain
arm angle
target value
setter
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.)
Pending
Application number
JP10651388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshiki Kato
義樹 加藤
Ichiro Awaya
伊智郎 粟屋
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Heavy Industries Ltd filed Critical Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority to JP10651388A priority Critical patent/JPH01276316A/en
Publication of JPH01276316A publication Critical patent/JPH01276316A/en
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Abstract

PURPOSE:To suppress the vibrations occurring at the tip of an arm body by selecting one of those signals outputted from plural control gain setters of different gain characteristics in response to the deviation between the arm angle and its target value and outputting said selected signal to an actuator which drives the arm body via an amplifier. CONSTITUTION:When the gain characteristics of a control gain setter 7A are set larger than those of a control gain setter 7B, the output of the setter 7A is selected with a large deviation set between an arm angle theta and its target value thetar. Thus the response having high conformity is obtained. While the deflection displacement is produced at the top of an arm body 2. In this respect, the output of the setter 7B is selected by a control gain selecting circuit 8 when the deviation between both angles theta and thetar is decreased. As a result, the resonance amplitude is attenuated at the top of the body 2 although the conformity is deteriorated. thus the vibrations can be suppressed at the tip of the body 2.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、柔構造のアーム体を有する機械(例えばロン
グアームロボッl−、宇宙構造物等)に適用される制振
制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a vibration damping control device that is applied to machines having flexible arm bodies (for example, long arm robots, space structures, etc.).

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に柔構造のアーム体はその長さが長くなると、先端
部がたわんで共振を起こすため、従来では例えばアーム
体の太さを太くして機械剛性を上げたり、あるいは加速
度センサ、歪センサ等によるフィードバック制御などに
よって先端部の振動を抑制していた。しかしながら、機
械剛性を上げるとアーム体か大型化し1.1 filか
増すとともにコストか増大するという問題かあり、また
加速度センサ、歪センサ等によるフィードバック制御は
多数のセンサを必要とし、しかもノイズ等による影響を
受けやずいという問題かあった。
In general, when the length of a flexible arm increases, the tip bends and causes resonance, so in the past, for example, the thickness of the arm was increased to increase mechanical rigidity, or the use of acceleration sensors, strain sensors, etc. Vibration at the tip was suppressed through feedback control and other methods. However, if the mechanical rigidity is increased, the arm becomes larger and the 1.1 fil increases, which also increases the cost.Furthermore, feedback control using acceleration sensors, strain sensors, etc. requires a large number of sensors, and noise etc. There was also the problem of being easily influenced.

〔発明か解決しようとする課題〕[Invention or problem to be solved]

上述のように、アーム体先端の振動を抑制する方法とし
て、機械剛性を上げた場合はアーム体のTi fflか
増すとともにコストが増大するという問題かあり、加速
度センザ、歪センザ−5によるフィードバック制御では
センサを余分に必要とするなどの問題があった。
As mentioned above, if the mechanical rigidity is increased as a method for suppressing vibration at the tip of the arm body, there is a problem in that the Tiffl of the arm body increases and the cost also increases. However, there were problems such as the need for an extra sensor.

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、
加速度センサや歪センサのようにセンサを余分に必要と
せず、しかもアーム体の機械剛性を上げずにアーム体先
端の振動を抑制できる制振制御装置を提供することを目
的とするものである。
The present invention was made in view of these problems, and
It is an object of the present invention to provide a vibration damping control device that can suppress vibrations at the tip of an arm body without requiring an extra sensor such as an acceleration sensor or a strain sensor, and without increasing the mechanical rigidity of the arm body.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的を達成するために本発明は、柔構造のアーム体
と、このアーム体を駆動するアクチュエータとを備えた
作業機において、前記アーム体のアーム角度を検出する
アーム角度検出器と、前記アーム体のアーム角度目標値
を出力する目標値発生器と、この目標値発生器から出力
されるアーム角度目標値と前記アーム角度検H1器にて
検出されたアーム角度との偏差を求める減算器と、この
減算器の出力を入力とするゲイン特性の異なる複数の制
御ゲイン設定器と、これら制御ゲイン設定器から出力さ
れる信号の中からいずれが1つの信号を前記アーム角度
目標値とアーム角度との偏差に応して選択し、前記アク
チュエータへ増幅器を介して出力する制御ゲイン選択回
路とを具備したことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides a work machine including an arm body having a flexible structure and an actuator that drives the arm body, including an arm angle detector that detects the arm angle of the arm body, and an arm angle detector that detects the arm angle of the arm body; a target value generator that outputs a target arm angle value of the body; a subtracter that calculates the deviation between the arm angle target value output from the target value generator and the arm angle detected by the arm angle detector H1; , a plurality of control gain setters with different gain characteristics that input the output of this subtracter, and which one of the signals output from these control gain setters is used as the arm angle target value and the arm angle. The control gain selection circuit is characterized in that the control gain selection circuit selects the gain according to the deviation of the control gain and outputs the control gain to the actuator via an amplifier.

C作 用〕 本発明では、ケ冨ン特性の異なる複数の制御ケイン設定
器から出力される信号の中がらいずれが1つの信号をア
ーム角度目標値とアーム角度との偏差に応じて選択し、
これをアーム体を駆動するアクチュエータへ増幅器を介
して出力するため、加速度センサや歪センサのようにセ
ンサを余分に必要とせず、しかもアーム体の機械剛性を
上げずにアーム体先端の振動を抑制することができる。
C operation] In the present invention, one signal is selected from among the signals output from a plurality of control cane setters having different cane characteristics according to the deviation between the arm angle target value and the arm angle,
This is output via an amplifier to the actuator that drives the arm, eliminating the need for additional sensors such as acceleration sensors or strain sensors, and suppressing vibration at the tip of the arm without increasing the mechanical rigidity of the arm. can do.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明による制振制御装置の一実施例を示し、
同図において1は制御対象である柔構造のアーム体2と
、このアーム体2を駆動するアクチュエータ3とを備え
た作業機である。また、4は上記アーム体2のアーム角
度θを検出するアーム角度検出器、5はアーム体2のア
ーム角度目標値θ を出力する目標値発生器、6は上記
目標値発生器5から出力されるアーム角度!」標値θ 
と前記アーム角度検出器4にて検出されたアーム角度θ
との偏差(θ −θ)を求める減算器である。
FIG. 1 shows an embodiment of a vibration damping control device according to the present invention,
In the figure, reference numeral 1 denotes a working machine that includes a flexible arm body 2 to be controlled, and an actuator 3 that drives this arm body 2. Further, 4 is an arm angle detector that detects the arm angle θ of the arm body 2, 5 is a target value generator that outputs the arm angle target value θ of the arm body 2, and 6 is the target value output from the target value generator 5. arm angle! ” Target price θ
and the arm angle θ detected by the arm angle detector 4
This is a subtracter that calculates the deviation (θ - θ) from the

この減算器6の出力は制御ゲイン設定器7A。The output of this subtracter 6 is a control gain setter 7A.

7Bに入力されるとともに、後述する制御ゲイン選択回
路8にも入力される。
7B, and is also input to a control gain selection circuit 8, which will be described later.

上記制御ゲイン設定器7A、7Bは、減算器6から入力
された信号に基づいてアーム角度θの制御ゲインを設定
するもので、これら制御ゲイン設定器7A、7Bから出
力された信号は制御ゲイン選択回路8に入力され、この
制御ゲイン選択回路8でいすか一方の信号のみか選択さ
れるようになっている。すなわち、制御ゲイン選択回路
8は前記アーム角度目標値θ とアーム角度θとの偏差
か設定値ε より大きい時、つまり−θ −θ1r 〉ど の時には制御ゲイン設定器7Aの出力を選択し、
アーム角度目標値θ とアーム角度θとの偏差か設定値
ε より小さい時、つまり−θ −r        
                   rθ1≦ε、
の時には:I+Ila+ゲイン設定器7Bの出力を選択
するようになっている。なお、9は制御ゲイン選択回路
8で選択された出力を増幅して前記アクチュエータ3へ
送出する増幅器である。
The control gain setters 7A and 7B set the control gain of the arm angle θ based on the signal input from the subtracter 6, and the signals output from these control gain setters 7A and 7B are used to select the control gain. The signal is input to a circuit 8, and the control gain selection circuit 8 selects only one of the signals. That is, the control gain selection circuit 8 selects the output of the control gain setter 7A when the deviation between the arm angle target value θ and the arm angle θ is larger than the set value ε, that is, when −θ −θ1r 〉,
When the deviation between arm angle target value θ and arm angle θ is smaller than set value ε, that is, −θ −r
rθ1≦ε,
At the time of ,: I+Ila+output of gain setter 7B is selected. Note that 9 is an amplifier that amplifies the output selected by the control gain selection circuit 8 and sends it to the actuator 3.

第2図において、破線21.22はアーム体2を剛体と
見なした場合の制御ゲイン設定器7A。
In FIG. 2, broken lines 21 and 22 indicate the control gain setter 7A when the arm body 2 is regarded as a rigid body.

7Bのゲイン特性を示し、実線23.24はアーム体2
が柔構造である場合の制御ゲイン設定器7A、7Bのゲ
イン特性をそれぞれ示したものである。同図に示すよう
に、制御ゲイン設定器7Aおよび制御ケイン設定器7B
はゲイン特性が互いに異なり、制御ゲイン設定器7Aは
ゲイン特性が制御ゲイン設定器7Bよりも大きく設定さ
れている。
7B shows the gain characteristics, and the solid lines 23 and 24 represent the arm body 2.
7 shows the gain characteristics of the control gain setters 7A and 7B, respectively, when the control gain setters 7A and 7B have a flexible structure. As shown in the figure, a control gain setter 7A and a control gain setter 7B
have different gain characteristics, and the gain characteristics of the control gain setter 7A are set larger than those of the control gain setter 7B.

このように制御ゲイン設定器7Aのゲイン特性を制御ゲ
イン設定器7Bよりも大きく設定すると、アーム角度目
標値θ とアーム角度θとの偏差が大きいときには制御
ゲイン設定器7Aの出力が選一  6 − 択されるため、アーム角度θは第3図の直線部分Aで示
すような応答となり、連応性の良い応答が得られるか、
その反面、アーム体2の先端には第4図の実線で示すよ
うにたわみ変位が発生し、共振周波数において共振を起
こすことになる。そこで、アーム角度目標値θ とアー
ム角度θとの偏差か小さくなったとき、制御ゲイン選択
回路8によって制御ゲイン設定器7Bの出力を選択する
ことにより、アーム角度θは第3図の破線31で示すよ
うな応答となり、連応性は悪くなるが、第4図の破線4
1で示すようにアーム体先端の共振振幅(たわみ変位)
が減衰するため、アーム体先端の振動を抑制することが
できる。
When the gain characteristic of the control gain setter 7A is set larger than that of the control gain setter 7B in this way, when the deviation between the arm angle target value θ and the arm angle θ is large, the output of the control gain setter 7A is selected. Since the arm angle θ is selected, the response is as shown in the straight line part A in Fig. 3, and whether a well-coordinated response is obtained or not.
On the other hand, a deflection displacement occurs at the tip of the arm body 2 as shown by the solid line in FIG. 4, causing resonance at the resonant frequency. Therefore, when the deviation between the arm angle target value θ and the arm angle θ becomes small, by selecting the output of the control gain setter 7B by the control gain selection circuit 8, the arm angle θ is set as indicated by the broken line 31 in FIG. The response will be as shown, and the connectivity will be poor, but the broken line 4 in Figure 4 will be
As shown in 1, the resonance amplitude (deflection displacement) at the tip of the arm body
is damped, so vibrations at the tip of the arm body can be suppressed.

なお、上記実施例では2つの制御ゲイン設定器7A、7
Bを用いたが、3つ以上の制御ゲイン設定器を用いてア
ーム体先端の振動を抑制するようにしてもよい。
In addition, in the above embodiment, two control gain setters 7A, 7
Although B is used, three or more control gain setters may be used to suppress vibration at the tip of the arm body.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明は、柔構造のアーム体と、こ
のアーム体を駆動するアクチュエータとを備えた作業機
において、前記アーム体のアーム角度を検出するアーム
角度検出器と、前記アーム体のアーム角度目標値を出力
する目標値発生器と、この1]標値発生器から出力され
るアーム角度目標値と前記アーム角度検出器にて検出さ
れたアーム角度との偏差を求める減算器と、この減算器
の出力を入力とするゲイン特性の異なる複数の制御ゲイ
ン設定器と、これら制御ゲイン設定器から出力される信
号の中からいずれか1つの信号を前記アーム角度目標値
とアーム角度との偏差に応じて選択し、前記アクチュエ
ータへ増幅器を介して出力する制御ゲイン選択回路とを
具備したことを特徴とするものである。従って、ゲイン
特性の異なる複数の制御ゲイン設定器から出力される信
号の中からいずれか1つの信号をアーム角度目標値とア
ーム角度との偏差に応して選択し、これをアーム体を駆
動するアクチュエータへ増幅器を介して出力することに
より、加速度センサや歪センサのようにセンサを余分に
必要とせす、しかもアーム体の機械剛性を上げずにアー
ム体先端の振動を抑制することかできる。
As explained above, the present invention provides a work machine including a flexible arm body and an actuator that drives the arm body, including an arm angle detector that detects the arm angle of the arm body, and an arm angle detector that detects the arm angle of the arm body. a target value generator that outputs an arm angle target value; a subtracter that calculates the deviation between the arm angle target value output from the target value generator and the arm angle detected by the arm angle detector; A plurality of control gain setters with different gain characteristics input the output of this subtracter, and any one signal from among the signals output from these control gain setters is used to set the arm angle target value and the arm angle. The present invention is characterized by comprising a control gain selection circuit that selects a gain according to the deviation and outputs the selected gain to the actuator via an amplifier. Therefore, one of the signals output from a plurality of control gain setters having different gain characteristics is selected depending on the deviation between the arm angle target value and the arm angle, and this signal is used to drive the arm body. By outputting the signal to the actuator via an amplifier, vibrations at the tip of the arm can be suppressed without requiring additional sensors such as acceleration sensors or strain sensors, and without increasing the mechanical rigidity of the arm.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明による制振制御装置の一実施例を示す構
成図、第2図は同実施例における制御ゲイン設定器のゲ
イン特性を示す線図、第3図は同じく目標値をステップ
入力したときのアーム体の応答を示す線図、第4図は同
じく目標値をステップ入力したときのアーム体先端のた
わみ変位を示す線図である。 1・・・作業機、2・・・アーム体、3・・・アクチュ
エータ、4・・アーム角度検出器、5・・・目標値発生
器、6・減算器、7A、7B・・・制御ゲイン設定器、
8・・・制御ケイン選択回路、9・・・増幅器。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 −つ   −
Fig. 1 is a block diagram showing an embodiment of the vibration damping control device according to the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the gain characteristics of the control gain setter in the same embodiment, and Fig. 3 is a diagram showing the step input of the target value. FIG. 4 is a diagram showing the response of the arm when a target value is input in steps. FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Work equipment, 2... Arm body, 3... Actuator, 4... Arm angle detector, 5... Target value generator, 6... Subtractor, 7A, 7B... Control gain setting device,
8... Control cane selection circuit, 9... Amplifier. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue -

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 柔構造のアーム体と、このアーム体を駆動するアクチュ
エータとを備えた作業機において、前記アーム体のアー
ム角度を検出するアーム角度検出器と、前記アーム体の
アーム角度目標値を出力する目標値発生器と、この目標
値発生器から出力されるアーム角度目標値と前記アーム
角度検出器にて検出されたアーム角度との偏差を求める
減算器と、この減算器の出力を入力とするゲイン特性の
異なる複数の制御ゲイン設定器と、これら制御ゲイン設
定器から出力される信号の中からいずれか1つの信号を
前記アーム角度目標値とアーム角度との偏差に応じて選
択し、前記アクチュエータへ増幅器を介して出力する制
御ゲイン選択回路とを具備したことを特徴とする制振制
御装置。
In a work machine equipped with an arm body having a flexible structure and an actuator that drives the arm body, an arm angle detector that detects an arm angle of the arm body, and a target value that outputs an arm angle target value of the arm body. a generator, a subtracter for determining the deviation between the arm angle target value outputted from the target value generator and the arm angle detected by the arm angle detector, and a gain characteristic whose input is the output of the subtracter. A plurality of control gain setters with different values and signals outputted from these control gain setters are selected according to the deviation between the arm angle target value and the arm angle, and the selected signal is sent to the actuator through an amplifier. A vibration damping control device comprising: a control gain selection circuit that outputs an output via a control gain selection circuit.
JP10651388A 1988-04-28 1988-04-28 Damping controller Pending JPH01276316A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000192660A (en) * 1994-01-31 2000-07-11 Kyokuto Kaihatsu Kogyo Co Ltd Boom equipment for transport of fluid
JP2016013613A (en) * 2014-06-11 2016-01-28 キヤノン株式会社 Robot control method, robot device, program, recording medium, and method for manufacturing assembled component

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