JPH01319809A - モータによる位置決め装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、駆動中の位置偏差を小さくすることができる
モータによる位置決め装置に関する。

［従来技術］ 位置決め用のモータ制御回路として、第１６図に示すよ
うに位置指令信号とエンコーダフィードバック信号とを
減算機能１、比例積分・微分補償回路２　（Ｐ　Ｉ　Ｄ
）及びアンプ３を介してモータ４に入力し、モニタ４の
位置をエンコーダ５で電圧に変換してフィードバックす
るようにした位置偏差ＰＩＤ制御や、また、第１８図に
示すように、第１６図の制御回路において、比例積分・
微分補償回路２の前に減算機能６を接続し、またエンコ
ーダ５からの位置フィードバック信号を減算した減算機
能１の出力をＷ乗算機能７で位置ループゲインにρを乗
算し、減算機能６１ξ入力し、さらにモータ４の速度を
乗算機能８で速度フィードバックゲインＫＶを乗算して
フィードバック信号に変換して乗算機能７で乗算された
出力を減算機能６で減算するようにした速度フィードバ
ック補償位置制御が知られている。

このように構成された第１６図の制御回路において、モ
ータ４の伝達関数Ｇ、は近似すると、となり、またＰＩ
Ｄ補償部の伝達関数Ｇｃは、Ｔｉｓ　　　　　　　　　
　ｓ Ｋｃ；比例ゲイン、Ｔｄ；微分定数、’／ｒｉ；積分定
数、ａ　＝　ＫｃＴｄ、　ｂ　＝　Ｋｃ、　ｃ　＝　Ｋ
ｃ／Ｔｉとなり、さらにアンプのゲインをＫａとすると
。

第１６図の制御回路の制御ブロック図は第１７図に示し
たようになり、その−巡伝達関数Ｇ（ｓ）は。

となる。

同様に、第１８図の制御回路の伝達関数は第１９図に示
すようになり、その−巡伝達関数はとなる。なお、第１
７図及び第１９図において。

θは変位角、ωはｄθ／ｄｔで表わされる角速度、θ°
は目標叙位角である。ところで、定常偏差（この場合は
「位置」の偏差Ｅ（ｓ））考えると、最終値定理より であり、Ｒ（ｓ）’＝大入力指令）、ｅ（ｔ）＝ｊ−’
［Ｅ（ｓ）］（ラプラス逆変換）である。

ここで１位置制御における指令Ｒ（ｓ）を考える。モー
タ４を動かすためには、一般に第２０図（ａ）に示すよ
うに台形駆動指令Ａを与える。第２０図（ａ’）におい
て、縦軸に角速度ω、横軸に時間ｔを取ると１台形の面
積は変位角θに相当する。そして、第２０図（ｂ）に示
すように直線Ａ１の部分はランプ入力（傾斜入力）で、
一般式で表わすと　（？＝ｍｔ　　となり（ｍは常数）
、曲線Ａ、、　Ａ、の部分はパラポリツク人力θ＝ｍ　
ｔ”。

θ＝　−ｍ　ｔ　”十〇。になっており、ランプ入力と
パラポリツク入力の２種類に対する定常偏差を検討すれ
ば良い、一般にランプ入力時には、第１６図の回路では
、ｅ（ψ）＝Ｏであり、第１８図の回路ではｅ（ｏｏ）
＝一定値である。また、パラポリツク入力の時には、第
１６図の回路では、ｅ（ｏｏ）＝一定値であり、第１８
図の回路では、６　（ｏ５）＝ωとなる。従って、第１
６図（位置偏差ＰＩＤ制御）は、パラポリツク入力時に
定常偏差が発生し、第１８図（速度フィードバック位置
制御）ではランプ入力とパラポリツク入力の双方で定常
偏差が発生することになる。

【発明が解決しようとする課題］ 従来は、この定常偏差をなくすためにフィードフォワー
ドを行っていた。しかし、従来のフィードフォワードは
第２１図（図においてに１＝１／ＫｐＫａＫ）に示すよ
うに速度フィードバック　位置制御に対してであり、こ
の場合のフィードフォワード量はランプ入力（θ＝、１
ｔ）の時、ｄθ／ｄｔ−に□＝ｍＫ□（一定値）と最終
値定理のｅ　（ｏｏ）　＝一定値に対応する量である。

ところが、パラポリツク時には、ｅ（ｏｏ）＝φである
からこの時のフィードフォワード量では定常偏差を補償
しきれない。このため、加速時及び減速時の偏差は解消
されなかった。

本発明は、モータの加速時・減速時の定常偏差をさらに
小さくすることができるモータによる位置決め装置を提
供することを目的としている。

［ＴＩＡ題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本発明のモータによる位置
決め装置では、外部動作指令装置から入力された指令信
号を第１のＵ／Ｄカウンタでカウントした出力をＣＰＵ
に入力して信号処理し、ＣＰＵの出力をＤ／Ａコンバー
タでアナログに変換した後、パワーアンプで増幅し、モ
ータを回転し、該モータの回転により出力されるロータ
リエンコーダからの信号を第２のｔＪ／Ｄカウンタでカ
ウントしてＣＰＵに入力するようにしたモータによる位
置決め装置において、外部動作指令装置（１０）から入
力された指令信号及びエンコーダ信号をカウンタ手段で
出力し、前記カウンタ手段のカウント値から位置偏差（
１２ａ）を演算し、前記位置偏差（１２ａ）及び前記位
置偏差の差分値（１２ｂ）並びに前記位置偏差の積分値
（１２ｃ）を加算（１２ｄ）・乗算（１２ｅ）シした出
力と前記カウント値の差分（１２ｇ）にゲイン（１２ｋ
）を乗算した後、フィードフォワード切換手段が１０＝
０のとき１、ｂ″≠０のとき一釘直を付加する出力とか
らフィードフォワード値を演算し、前記フィードフォワ
ード値を位置偏差補償値に加算（１２ｆ）して、モータ
（１５）に入力する。

また、外部動作指令装置（ｌＯ）から入力された指令信
号及びエンコーダ信号をカウンタ手段で出力し、前記カ
ウンタ手段のカウント値を位置偏差演算機能（１２ａ）
に出力するとともに、前記指令信号を前記カウンタ手段
のカウント値の差分（１２ｇ）の差分（１２ｈ）にゲイ
ン（１２ｉ）を乗算した出力と前記カウント値の差分（
１２ｇ）にゲイン（１２ｋ）を乗算した後、フィードフ
ォワード切換手段がｐ＝０のとき１．ｄ１≠０のとき一
足直を付加する出力とからフィードフォワード値を演算
し、加算機能（１２ｆ）に入力して位置偏差　演算機能
の出力に加算し。

該加算値を直接及び前記カウンタ手段のカウント値が一
定値以下のときのみ積分した値に加算（１２ｍ）及び乗
算（１２ｎ）するとともに、エンコーダ信号を前記カウ
ント手・段を介して位置データの差分値入力する。

さらに、外部動作指令装置（１０）から入力された指令
信号及びエンコーダ信号をカウンタ手段で出力し、前記
カウンタ手段のカウント値から位置偏差（１２ａ）を演
算し、前記位置偏差（１２ａ）の積分（１２ｃ）にゲイ
ン（１２ｎ）を乗算するとともに、前記エンコーダ信号
を前記カウンタ手段を介して位置データの差分値（１２
ｆ）にゲイン（１２ｇ）を乗算して減算機能に入力する
かまたはエンコーダ信号を前記カウンタ手段を介して位
置データを直接及び差分（１２ｙ）にゲイン（１２ｓ）
を乗算して加算機能（１２ｔ）により加算して、前記減
算機能に入力し、前記減算機能（１２ｒ）の出力を乗算
し、一方前記カウンタ手段のカウント値の差分（１２ｇ
）の差分（１２ｈ）にゲイン（１２ｉ）を乗算してフィ
ードフォワード値を演算し、前記減算機能の出力を乗算
した値と前記フィードフォワード値を　加算（１２ｆ）
Ｌ、て、モータ（１５）に入力する。

［作用］ 上記のように構成されたモータによる位置決め装置では
、カウンタ手段のカウント値から位置偏差を演算し、前
記位置偏差値及びその差分値並びにその積分値を加算及
び乗算して位置偏差補償値を演算し、一方前記カウンタ
手段のカウント値の差分の差分にゲインを乗算した出力
と前記カウント値の差分にゲインを乗算した後、フィー
ドフォワード切換手段が００＝０のとき１．？ｉ１≠０
のとき一矧直を付加する出力とからフィードフォワード
値を演算し、前記フィードフォワード値を前記位置偏差
補償値に加算して、モータに入力する。

または、カウンタ手段のカウント値を位置偏差演算機能
に出力するとともに指令信号を前記カウンタ手段のカウ
ント値を微分演算機能、乗算機能、フィードフォワード
切換手段により上述と同様にしてフィードフォワード値
を演算し、加算機能に入力して位置偏差□演算機能の出
力に加算し、該加算値を直接及び前記カウンタ手段のカ
ウント値が一定値以下のときのみ積分した値に加算及び
乗算するとともに、エンコーダ信号を前記カウンタ環し
てモータに入力する。或はカウンタ手段のカウント値か
ら位置偏差を演算し、その積分にゲインを乗算するとと
もに、前記エンコーダ信号を前記カウンタ手段を介して
位置データの差分値に乗算して減算機能に入力するか（
またはエンコーダ信号を前記カウンタ手段を介して位置
データを直接及び差分にゲインを秦＃巻乗算し　加算し
て。

減算機能に入力する）、そして、前記減算機能の出力を
乗算し、一方前記カウンタ手段のカウント値の差分の差
分に乗算してフィードフォワード値を演算し、前記減算
機能の出力を乗算した値と前記フィードフォワード値を
　加算して、モータに入力することによりそれぞれ制御
系を構成する。

［実施例コ まず、実施例を説明する前に、定常偏差を補償する方法
を説明する０位置偏差Ｐ（ＩＤ）とは、積分補償及び微
分補償が駆動中には僅かしか効かないようにした方式で
ある。何故このような方式を考えるかの理由は、 （ｉ）積分補償は遅れ要素のため、系の応答が振動的に
なり易く、系全体のゲインが大きくできないので、駆動
中は積分補償を小さくしておく、そして、駆動中の偏差
の解消はフィードフォワードが主として係わるようにす
る。

しかし、停止位置精度を保証するために０にしないかま
たは駆動中は小さくしておき、整定時間を早めるために
指令終了後に積分補償を大きくする、または、駆動中は
積分補償を無効にして指令終了後に有効にする。

（ｉｉ）フィードフォワードにより系の応答の速さが改
善されるので、微分補償は補助的な程度の小さいレベル
にとどめる。

このように制御系を構成すると、駆動中の系は積分補償
及び微分補償は省略して等測的に第１図の制御ブロック
図に示す位置偏差Ｐ（ＩＤ）補償方式と考えることがで
きる。

ここで、速度フィードバック補償方式及び位置偏差Ｐ（
ＩＤ）補償方式におけるランプ入力及びバラポリツク入
力の場合の定常偏差を説明する。

（１）ランプ入力（θ＝ｍ　ｔ　、　Ｒ（ｓ）＝ｍ／　
ｓ”）（Ａ）速度フィードバック補償方式 速度フィードバック補償方式では、−巡伝達関数は、 ５（Ａｓ”＋Ｂｓ＋Ｃ） Ｋ１＝ＫｐＫａＫ、Ａ＝ｔ＋ａＫａＫＫｖ、Ｂ＝ｂＫａ
ＫＫｖ＋１．Ｃ＝＝ｃＫａＫＫｖとなる。

５（Ａｓ”＋Ｂｓ＋Ｃ） Ａ　ｓ　”　＋　Ｂ　ｓ　＋　Ｃ となる。

ＣＢ）位置偏差Ｐ（ＩＤ）補償方式 第１図の一巡伝達関数はＧ　（ｓ）＝ＫｃＫａＫ／Ｓ（
τｓ＋１）であるから、 （２）バラポリツク入力（θ＝ｍｔ”、Ｒ（ｓ）＝ｍ／
ｓ”）（Ａ）速度フィードバック補償方式 ％式％） ここで、定常偏差の計算を見直して見ると、Ｓ→０１＋
Ｇ　（ｓ） であり、Ｓ→０というのはｔ−＋ψを意味している。

この場合、加速時間は短いので、ｔ−＋Ｑではなく、ｔ
＞＞Ｏの時間経過時を考えて見ると、Ａｓ”＋Ｂｓ＋Ｃ ＝Ｑｉｒｓ ｓ−＋ＯＡｓ’＋（Ｂ＋ａＫ、）ｓ”＋（Ｃ：＋ｂＫ、
）ｓ”＋ｃＫ、ｓする。

Ｓ→０ｃＫ１ｓ　　　ｓ→ＯｃＫ、ｓ （Ｋ　’　＝Ｃ／　ｃ　Ｋ　ｔ　　Ｋ”　＝Ｃ／　ｃ　
Ｋ　ｚ　）と考えることができる。これを指令に余分に
加えれば偏差が小さくできることになる。なお、前式の
第２項は、バラポリツク人力θ＝ｍ　ｔ”の２次微分に
相当し、第１項は１／ｓ、すなわち積分があるので、２
次微分より次数が１つ低い１次微分に相当することが分
かる。

バラポリツク入力時はθ＝ｍｔ”であるから１微分分は
ｄθ／　ｄ　ｔ　＝　２　ｍ　ｔ２階微分は旦二旦＝２
ｍ ＋ｉ１λ であるからフィードフォワードの１階微分のゲインはに
’／２．２階微分の微分ンはＫ”／２にすればよい、バ
ラポリツク時の定常偏差をフィードフォワード付加して
おいてランプ入力時にも適用可能にするために１階微分
のゲインの切換機能を設ける。

ランプ入力時のゲインに′ヱ゛ バラポリツク入力時のゲインはに′／２であるからラン
プ入力時（Ｍ１＝ｏ；目標款位角θ１の２階微分が０の
とき）はゲインに′に、バラポリツク入力時（θ１≠Ｏ
）はゲインに′／２となるようなフィードフォワード切
換ゲインψ３（θ１＝０のとき１、ｉ−みとき１／２）
を付加する。

またランプ入力時ｄ′θ／ｄｔ”＝ｏであるから２階微
分の項のフィードフォワードは影響なくなるので１以上
のフィードフォワードはランプ入力にも適用できる。従
って、指令値の２階微分＋１階微分相当を加えることに
なるので、これをブロック線図で表わすと、第７図に示
すようになる。

（Ｂ）位置偏差Ｐ（ＩＤ）補償方式の場合Ｓ　（τＳ＋
１）　　　　　　　τｓ＋１上記計算結果による定常偏
差を解消する考え方はｅ（ｃｏ）＝ψであるが、速度フ
ィードバック補償方式と同様に（１）式を見直して見る
と、ｓ　３゜ｓ”＜＜ｓより、 ｓ−＋ＯＫｃＫａＫｓ 従って、 ＫｃＫａＫ　　ｓ　　ＫｃＫａＫ となるので、定常偏差の解消の仕方は速度フィードバッ
ク補償方式と同様にフィードフォワードとして指令値の
２Ｖａ微分＋１階微分相当を付加することにより実現で
きる。その制御ブロック図は第２図となり、等価変換す
ると、第３図のようになる。

二二で、位置偏差Ｐ（ＩＤ）補償方式の制御ブロックを
積分−微分補償を省略した第１図で考えていたが、積分
・微分補償も有する先に説明した従来の第１６図の制御
回路図、すなわち第１７図に上記のフィードフォワード
を付加した場合を検討してみる。その制御ブロック図は
第４図であり。

等価変換を用いて第３図と同じレベルのブロック図にし
たものが第５図である。ここで１位置偏差Ｐ（１０）補
償方式は、積分補償・微分補償が僅かしか効かないよう
にする方式としているので。

積分定数１／Ｔｉ（＜１、微分定数Ｔｄ＜＜１と考える
ことができるので、第５図のフィードフォワードのうち
１／Ｔｉ、Ｔｄの入っている項は無視できる。これを書
き直すと第６図となり、第３図のフィードフォワードと
同じで良いことが分かる。

なお、第２図、第３＠、第４図、第５図、第６図、第７
図において、ｂ′１は目標良位角θ０の２階微分、ψは
フィードフォワード切換用ゲインである。

上記第６図の制御ブロック図を考慮して、本発明の詳細
な説明する。まず、第８図を参照すると、本発明のモー
タによる位置決め装置では、外部動作指令装置１０の出
力は第１のＵ／Ｄカウンタ１１に接続され、また第１の
Ｕ／Ｄカウンタ１１の出力はＣＰＵ１２に接続され、ま
たＣＰＵ１２の出力はＤ／Ａコンバータ１３に入力され
、さらにＤ／Ａコンバータ１３の出力はパワーアンプ１
４を介してモータ１５に入力される。また、モータ１５
の回転軸はエンコーダ１６の回転軸に連結され、このエ
ンコーダ１６の出力は第２のＵ／Ｄカウンタ１７を介し
てＣＰＵ１２に出力される。なお、ＣＰＵ１２は位置偏
差演算機能１２ａ、微分演算機能１２ｂ、積分演算機能
１２ｃ、加算機能１２ｄ、乗算機能１２ｅ、加算機能１
２ｆを有し。

かつ、微分演算機能１２ｇの出力側は微分演算機能１２
ｈと乗算機能１２ｉの直列回路とこの直列回路に並列し
た乗算機能１２ｋを接続する。そして、乗算機能１２に
はセレクタ機能２４の入力端子に接続され。

セレクタ機能２４の出力端子間には乗算機能２５を接続
して乗算機能２５の出力と乗算機能１２ｉの出力とを加
算機能１２ｆに入力している。なお、セレクタ機能２４
、乗算機能２５のようなものでフィードフォワード切換
手段を形成する。

また、ＣＰＵ１２には各種のレジスタ１８が接続されて
いる。なお、’ｔＪ／Ｄカウンタ１１．１７は例えばモ
ータ１５が正転の時はアップカウント、逆転の時はダウ
ンカウントをする。そして、Ｕ／Ｄカウンタ１１．１７
でカウンタ手段を形成する。

次に、本実施例の動作を第９図のフローチャートにより
説明する。まず、駆動スタートすると、各種レジスタ１
８に初期データがセットされ、タイマをスタートさせる
初期設定が行われ、第１、第２のＵ／Ｄカウンタ１１．
１７がクリアされる（ステップ１）。そして、外部動作
指令装置１０から指令パルスが出力されど（ステップ２
）、この指令パルスは第１のＵ／Ｄカウンタ１１でカウ
ントされる（ステップ３）、また、第２のＵ／Ｄカウン
タ１７はエンコーダ１６からのエンコーダ信号のパルス
をカウントする（ステップ４）、第１、第２のＵ／Ｄカ
ウンタ１１．１７の出力はＣＰＵ１２に入力され（ステ
ップ５）、Ｕ／Ｄカウンタ１１．１７の出力で位置偏差
演算機能１２ａにより位置偏差が演算される（ステップ
６）。そして、微分演算機能１２ｂで位置偏差の差分が
演算され（ステップ７）１次に、積分演算機能１２ｃで
演算した位置偏差の積分が演算され（ステップ８）、加
算機能１２ｄで位置偏差及びその差分並びにその積分に
よる位置偏差補償が演算される。

そして、この位置偏差補償に乗算機能１２ａでゲインを
乗算して位置偏差補償値として加算機能１２ｆに入力す
る（ステップ９）。

一方、第１のＵ／Ｄカウンタ１１からの指令パルスは微
分演算機能１２ｇによりその差分が演算され（ステップ
１０）、ステップ１０の差分を微分演算機能１２ｈ１乗
算機能１２ｉにより差分してゲインが乗算される（ステ
ップ１１）。そして、微分演算機能１２ｇの差分に乗算
機能１２ｋによりゲインを乗算しくステップ１２）、乗
算機能１２にの出力にフィードフォワード切換手段のセ
レクタ機能２４が目標款位テップ１３．１４）なお、こ
のとき、フィードフォワード切換手段は微分演算機能１
２）ｔまたは乗算機能１２ｉのいずれかの出力によって
切換を行うようにしてもよい。このようにして、フィー
ドフォワード値が演算される。そして１位置偏差補償値
とフィードフォワード値とが加算機能１２ｆで加算され
る。

次に、Ｄ／Ａコンバータ１３に電流指令データが出力さ
れる（ステップ１６）。ＣＰＵ１２は、上記の動作を指
令パルスとエンコーダ信号が一致するまで繰り返す。Ｄ
／Ａコンバータ１３の出力はパワーアンプ１４へ入力さ
れて増幅され（ステップ１７）、このパワーアンプ１４
の出力はモータ１５に入力されることによりモータ１５
が回転され（ステップ１８）、また、モータ１５の回転
によってロータリエンコーダ１６からエンコーダ信号が
出力され（ステップ１９）、このエンコーダ信号は前述
したＵ／Ｄカウンタ１７に入力される。それによって、
Ｕ／Ｄカウンタ１７はアップカウントされ、外部動作指
令装置１０からの指令パルスと徐々に一致し、Ｕ／Ｄカ
ウンタ１７のカウントがＵ／Ｄカウンタ１１のカウント
と一致すると、モータ１５は停止して、動作が終了する
。

このように、外部動作指令装置１０から指令パルスが第
１のＵ／Ｄカウンタ１１のカウントとＵ／Ｄカウンタ１
７のカウントの位置偏差、その差分値及算して、モータ
１５に印加するようにしているので、前述の原理で説明
したように定常偏差をさらに小さくすことができる。

さらに、第７図の制御ブロック図を参照すると、本発明
の他の実施例のモータによる位置決め装置が第１０図に
示されており、１０は外部動作指令装置、１１は第１の
Ｕ／Ｄカウンタ、１２はＣＰＵ、１３はＤ／Ａコンバー
タ、１４はパワーアンプ、１５はモータ、１６はエンコ
ーダ、１７は第２のＵ／Ｄカウンタ、１２ａは位置偏差
演算機能、１２ｂは微分演算機能、１２ｃは積分演算機
能、１２ｄは加算機能、１２ｅは乗算機能、１２１ｃは
微分演算機能、１２ｈは微分演算機能。

１２ｉは乗算機能、１２には乗算機能、２４はセレクタ
機能であり、２５は乗算機能でフィードフォワード切換
手段を形成する。また、１２ｆは加算機能、１８はレジ
スタである。これらの構成は上記第８図の実施例とほぼ
同じ構成であるが、本実施例では、カウンタ手段のカウ
ント値を位置偏差演算機能１２ａに出力するとともに、
指令信号を前記カウンタ手段のカウンタ値を第８図の実
施例と同様に微分演算機能１２ｇ、１２ｈ、乗算機能１
２ｉ、１２ｋ、フィードフォワード切換手段よりフィー
ドフォワード値を演算し、加算機能１２ｆに入力して前
記位置偏差演算機能１２ａの出力に加算し、この加算値
を直接に加算機能１２ｍに入力するとともに、ＣＰＵ１
２のスイッチ機能１２ｊに積分演算機能１２Ωが加えら
れ、位置偏差の絶対値が一定値より大きい場合は積分演
算機能１１が遮断され１位置偏差の絶対値が一定値より
小さくなると、積分演算機能１２Ｑにより位置偏差の積
分演算値が加算機能１２ｍに加算され。

この値に乗算機能１２ｎでゲインが乗算される。そして
、第２のＵ／Ｄカウンタ１７の出力は微分演算機能１２
ｑで微分演算が行われ、速度偏差演算機能１２ｐで前記
加算機能１２■、乗算機能１２ｎの値が演算される。そ
して、直接及び微分演算機能１２ｂ並びに積分演算機能
１２ｃを介して加算機能１２ｄで演算し、さらに乗算さ
れ、モータ１５に入力しているので、定常偏差をさらに
小さくすることができる。

さらに、第１１図のさらに他の実施例は位置偏差演算機
能１２ａで演算された位置偏差は積分演算機能１２ｃで
演算され、乗算機能１２ｎでゲインが乗算され、第２の
Ｕ／Ｄカウンタ１７からのエンコーダ出力のパルスカウ
ントから微分演算機能１２ｑで速度偏差が演算され、乗
算機能１２ｓでゲインが乗算され、減算機能１２ｒで積
分演算機能１２ｃ、乗算機能Ｌ２ｎで演算された値から
減算して演算している。

そして、第１のＵ／Ｄカウンタ１１からの指令パルスは
微分演算機能１２ｇによりその差分が演算され。

さらに微分演算機能１２ｈで差分の差分が演算され、乗
算機能１２ｉでゲインが乗算され、フィードフォワード
値が演算される。

また、第１２図のまた他の実施例では、第１１図の実施
例において、乗算機能１２ｇでゲインが乗算された値と
第２のＵ／Ｄカウンタ１７からのエンコーダ出力とを加
算機能１２ｔで加算した値を減算機能１２ｒで減算して
いる。

このように構成した本実施例においても、定常偏差をさ
らに小さくすることができる。なお、上記第８図、第１
０図、第１１図、第１２図の実施例において、第１のＵ
／Ｄカウンタ１１を省略し、外部動作指令装置１０から
の指令パルスをＣＰＵ１２に直接入力し、この指令パル
スより各時点の移動計算機能２０で各時点の移動位置を
計算し、この移動位置と第２のＵ／Ｄカウンタ１７から
のカウント値から位置偏差演算機能で位置偏差を演算す
るようにしてもよく、この場合、移動計算機能２０及び
Ｕ／Ｄカウンタ２１の出力で位置偏差とフィードフォワ
ード値が演算され、これ等でカウンタ手段を形成してい
る（第１３図参照）。

また、第１４図に示すように第１及び第２のＵ／Ｄカウ
ンタ１１．１７の他に外部動作指令装置１０から直接に
タイマーカウンタ２２の出力でフィードフォワード値を
演算し、これ等でカウンタ手段を形成してもよい。

さらに、第１５図に示すようにＵ／Ｄカウンタ２３及び
タイマーカウンタ２２を設け、それ等の出力で位置偏差
とフィードフォワード値を演算し、これ等でカウンタ手
段を形成してもよい。

また、第８図、第１０図、第１１図、第１２図において
、外部動作指令装置１０及びエンコーダ信号より第１及
び第２のＵ／Ｄカウンタ１１．１７を介して位置偏差演
算機能１２ａに入力して位置偏差を演算したが、第１及
び第２のＵ／Ｄカウンタ１１．１７の出力をＣＰＵ１２
に入力し位置偏差演算機能１２ａを省略してもよい。こ
のことは第１５図の構成においても同様である。

［発明の効果］ 以上のように、本発明は、前記の構成を有し、作用を生
ずるから下記の効果を奏する。

駆動中の位置偏差を小さくできるので、連続軌跡制御に
好適であるとともに、停止動作付近でも位置偏差が小さ
いので、位置決め去での時間が短かくなる。さらに、フ
ィードフォワードを加える構成を本発明のようにすると
、フィードフォワートゲインはモータ、負荷、アンプの
みに依存し、他のＰ（ＩＤ）調整パラメータの影響を受
けないので、調整が簡単になるので、生産性向上に寄与
する等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の詳細な説明するための位置偏差Ｐ（Ｉ
Ｄ）補償方式のブロック図、第２図は第１図のブロック
図にフィードフォワードを付加した制御ブロック図、第
３図は第２図のブロック図を等価変換を使って書き直し
た制御ブロック図、第４図は第３図のブロック図の一部
を簡単化した制御ブロック図、第５図は第３図と同じレ
ベルの制御ブロック図、第６図は第５図のブロック図の
等価変換と項省略を行って書き替えた本発明の制御ブロ
ック図、第７図は本発明のモータによる位置決め装置の
制御ブロック図、第８図は本発明の実施例のモータによ
る位置決め装置のブロック図、第９図は第８図の装置の
動作を説明するフローチャート、第１０図は本発明の他
の実施例のモータによる位置決め装置のブロック図、第
１１図は本発明のさらに他の実施例のモータによる位置
決め装置のブロック図、第１２図は本発明のまた他の実
施例のモータによる位置決め装置のブロック図、第１３
図、第１４図、第１５図はカウンタ手段を説明するため
の各実施例、第１６図は従来の位置偏差ＰＩＤ制御方式
の簡単な制御回路図、第１７図は第１６図の制御回路の
伝達関数を近似して表わしたブロック図、第１８図は従
来の速度フィードバック補償位置制御の簡単な制御回路
図、第１９図は第１８図のモータの伝達関数を近似して
表わしたブロック図、第２０図（ａ）は位置決め動作指
令Ａの角速度ωと時間ｔとの関係を示した図、第２０図
（ｂ）は第２０図（ａ）の直線Ａ１の部分（ランプ入力
）及び曲線Ａ、、Ａ、の部分（パラポリツク入力）の変
位角θと時間ｔの関係を示した図、第２１図は従来のフ
ィードフォワードによる速度フィードバック　位置制御
の制御ブロック図である。 １０・・・外部動作指令装置、１１・・・第１のＵ／Ｄ
カウンタ、１２・・・ＣＰＵ、１３・・・Ｄ／Ａコンバ
ータ、１４・・・パワーアンプ、１５・・・モータ、１
６・・・エンコーダ、１７・・・第２のＵ／Ｄカウンタ
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部動作指令装置から入力された指令信号を第１の
   Ｕ／Ｄカウンタでカウントした出力をＣＰＵに入力して
   信号処理し、ＣＰＵの出力をＤ／Ａコンバータでアナロ
   グに変換した後、パワーアンプで増幅し、モータを回転
   し、該モータの回転により出力されるロータリエンコー
   ダからの信号を第２のＵ／ＤカウンタでカウントしてＣ
   ＰＵに入力するようにしたモータによる位置決め装置に
   おいて、外部動作指令装置（１０）から入力された指令
   信号及びエンコーダ信号をカウンタ手段で出力し、前記
   カウンタ手段のカウント値から位置偏差（１２ａ）を演
   算し、前記位置偏差（１２ａ）及び前記位置偏差の差分
   値（１２ｂ）並びに前記位置偏差の積分値（１２ｃ）を
   加算（１２ｄ）乗算（１２ｅ）して位置偏差補償値を演
   算し、一方前記カウンタ手段のカウント値の差分（１２
   ｇ）の差分（１２ｈ）にゲイン（１２ｉ）を乗算した出
   力と前記カウント値の差分（１２ｇ）にゲイン（１２ｋ
   ）を乗算した後、フィードフオワード切換手段が■＾＊
   ＝０のとき１、■＾＊≠０のとき一定値を付加する出力
   とからフィードフォワード値を演算し、前記フィードフ
   オワード値を位置偏差補償値に加算（１２ｆ）して、モ
   ータ（１５）に入力するモータによる位置決め装置。 ２、外部動作指令装置から入力された指令信号を第１の
   Ｕ／Ｄカウンタでカウントした出力をＣＰＵに入力して
   信号処理し、ＣＰＵの出力をＤ／Ａコンバータでアナロ
   グに変換した後、パワーアンプで増幅し、モータを回転
   し、該モータの回転により出力されるロータリエンコー
   ダからの信号を第２のＵ／ＤカウンタでカウントしてＣ
   ＰＵに入力するようにしたモータによる位置決め装置に
   おいて、外部動作指令装置（１０）から入力された指令
   信号及びエンコーダ信号をカウンタ手段で出力し、前記
   カウンタ手段のカウント値を位置偏差演算機能（１２ａ
   ）に出力するとともに、前記指令信号を前記カウンタ手
   段のカウント値の差分（１２ｇ）の差分（１２ｈ）にゲ
   イン（１２ｉ）を乗算した出力と前記カウント値の差分
   （１２ｇ）にゲイン（１２ｋ）を乗算した後、フィード
   フォワード切換手段がθ＾＊＝０のとき１、θ＾＊≠０
   のとき一定値を付加する出力とからフィードフォワード
   値を演算し、加算機能（１２ｆ）に入力して位置偏差演
   算機能の出力に加算し、該加算値を直接及び前記カウン
   タ手段のカウント値が一定値以下のときのみ積分した値
   に加算（１２ｍ）及び乗算（１２ｎ）するとともに、エ
   ンコーダ信号を前記カウント手段を介して位置データの
   差分値（１２ｆ）を速度偏差演算機能（１２ｐ）に入力
   し、前記速度偏差演算機能（１２ｐ）の出力を信号処理
   してモータに入力するモータによる位置決め装置。 ３、外部動作指令装置から入力された指令信号を第１の
   Ｕ／Ｄカウンタでカウントした出力をＣＰＵに入力して
   信号処理し、ＣＰＵの出力をＤ／Ａコンバータでアナロ
   グに変換した後、パワーアンプで増幅し、モータを回転
   し、該モータの回転により出力されるロータリエンコー
   ダからの信号を第２のＵ／ＤカウンタでカウントしてＣ
   ＰＵに入力するようにしたモータによる位置決め装置に
   おいて、外部動作指令装置（１０）から入力された指令
   信号及びエンコーダ信号をカウンタ手段で出力し、前記
   カウンタ手段のカウント値から位置偏差（１２ａ）を演
   算し、前記位置偏差（１２ａ）の積分（１２ｃ）にゲイ
   ン（１２ｎ）を乗算するとともに、前記エンコーダ信号
   を前記カウンタ手段を介して位置データの差分値（１２
   ｇ）にゲイン（１２ｓ）を乗算して減算機能（１２ｒ）
   に入力するかまたはエンコーダ信号を前記カウンタ手段
   を介して位置データを直接及び差分（１２ｇ）にゲイン
   を乗算（１２ｓ）を乗算し、加算機能（１２ｔ）により
   加算して、前記減算機能に入力し、前記減算機能の出力
   を乗算し、一方前記カウンタ手段のカウント値の差分（
   １２ｇ）の差分（１２ｈ）にゲイン（１２ｉ）を乗算し
   てフィードフォワード値を演算し、前記減算機能の出力
   を乗算した値と前記フィードフォワード値を加算（１２
   ｆ）して、モータ（１５）に入力するモータによる位置
   決め装置。