JPH03175508A - Position detection for fuel closed loop system - Google Patents

Position detection for fuel closed loop system

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JPH03175508A
JPH03175508A JP31415289A JP31415289A JPH03175508A JP H03175508 A JPH03175508 A JP H03175508A JP 31415289 A JP31415289 A JP 31415289A JP 31415289 A JP31415289 A JP 31415289A JP H03175508 A JPH03175508 A JP H03175508A
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JP
Japan
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estimated
speed
detected
observer
pse
Prior art date
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Pending
Application number
JP31415289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Sakamoto
坂本 啓二
Heisuke Iwashita
平輔 岩下
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To detect a position with a precision higher than the resolution of a linear scale by estimating the speed by an observer and integrating the estimated speed to obtain an estimated position. CONSTITUTION:The observer including the speed of a servo motor is constituted to estimate the speed. This estimated speed is integrated to detect the estimated position. The speed is estimated in each prescribed period by the observer, and this estimated speed is integrated, that is, the estimated speed is multiplied by a prescribed period to estimate the moving position in this period. Consequently, the position between minimum units detected by a position detector is estimated. Thus, the position is detected with a resolution higher than the resolution of the position detector.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、フルクローズド・ループ方式における位置検
出方式に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a position detection system in a fully closed loop system.

従来の技術 サーボモータに取付けられたパルスコータからのフィー
ドバックパルスに基いて速度制御を行うと共に、上記サ
ーボモータによって駆動される機械の可動部に取付けら
れたリニアスケール等の位置検出器からの位置フィード
バック信号に基いて、位置制御を行うサーボモータの制
御方式はフルクローズド・ループ方式として知られてい
る。
Conventional technology Speed control is performed based on feedback pulses from a pulse coater attached to a servo motor, and position feedback signals from a position detector such as a linear scale attached to the movable part of the machine driven by the servo motor. Based on this, the control method for servo motors that performs position control is known as the full-closed loop method.

第4図は、このフルクローズド・ループ方式のブロック
図で数値制御装置等から速度ループ周期T缶出力される
移動指令のパルス数Pから、機械可動部16に取付けら
れたリニアスケール等の位置検出器(図示せず)からの
速度ループ周期T毎の位置フィードバックパルスPfを
減じ、その差を積算して(ブロック10)、位置偏差を
求め位置ループゲインKp(ブロック11)を乗じて速
度指令Veを算出し、該速度指令Veから、サーボモー
タ15に取付けられたパルスコータ(図示せず)からの
速度フィードバックX1を減じて、速度ループ処理12
(klは積分ゲイン、に2は比例ゲイン)を行いトルク
指令U(電流指令)を算出しモータ15へ出力する。モ
ータ15のブロック13.14はモータの伝達関数を示
し、Ktはトルク定数、Jmはイナーシャである。そし
て、サーボモータ15は機械の可動部16を駆動する。
FIG. 4 is a block diagram of this fully closed loop method, and the position of the linear scale etc. attached to the mechanical movable part 16 is detected from the number of pulses P of the movement command outputted from the numerical control device etc. at the speed loop period T. The position feedback pulse Pf for each speed loop period T from the device (not shown) is subtracted, the difference is integrated (block 10), the position deviation is calculated, and the position deviation is multiplied by the position loop gain Kp (block 11) to obtain the speed command Ve. is calculated, and the speed feedback X1 from the pulse coater (not shown) attached to the servo motor 15 is subtracted from the speed command Ve, and the speed loop processing 12 is performed.
(kl is an integral gain, and 2 is a proportional gain) to calculate a torque command U (current command) and output it to the motor 15. Blocks 13 and 14 of the motor 15 show the motor transfer function, where Kt is the torque constant and Jm is the inertia. The servo motor 15 then drives the movable part 16 of the machine.

上述したこのフルクローズド・ループ方式によるサーボ
モータの制御方式においては、機械可動部の位置の検出
がリニアスケール等の位置検出器によって行われるから
、位置の検出精度は上記位置検出器の分解能によって決
まり、位置決め精度も該分解能によって決まる。
In the full-closed-loop servo motor control system described above, the position of the moving parts of the machine is detected by a position detector such as a linear scale, so the position detection accuracy is determined by the resolution of the position detector. , positioning accuracy is also determined by the resolution.

発明が解決しようとする課題 上述したように、フルクローズド・ループ方式のサーボ
モータの制御方式においては、機械可動部の位置の検出
精度は機械に取付けたリニアスケール等の位置検出器の
分解能によって決まり、サーボモータの速度を検出する
ためにサーボモータに取付けるパルスコータの分解能を
高分解能にしても、位置検出及び位置決め精度は向上し
ない。
Problems to be Solved by the Invention As mentioned above, in the full-closed loop servo motor control system, the accuracy of detecting the position of the moving parts of the machine is determined by the resolution of the position detector, such as a linear scale, installed on the machine. Even if the resolution of the pulse coater attached to the servo motor is increased to detect the speed of the servo motor, the position detection and positioning accuracy do not improve.

そこで、本発明の目的は、位置検出器の分解能よりも高
分解能で位置を検出できるフルクローズド・ループ方式
における位置検出方式を提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a fully closed loop position detection method that can detect a position with a higher resolution than that of a position detector.

課題を解決するための手段 本発明は、フルクローズド・ループ方式において、サー
ボモータの速度を含むオブザーバを構成し、該オブザー
バによって速度を推定し、該推定速度を積分して推定位
置を求め、位置検出器で検出される最小単位の間の位置
を検出することにより、位置検出器の分解能より高い分
解能の位置を検出できるようにした。
Means for Solving the Problems The present invention uses a full-closed loop system to configure an observer that includes the speed of a servo motor, estimates the speed using the observer, integrates the estimated speed to obtain an estimated position, and calculates the position. By detecting the position between the minimum units detected by the detector, it is possible to detect a position with a resolution higher than that of the position detector.

作  用 サーボモータの速度を含むオブザーバを構成すれば、速
度を推定することができる。この推定速度を積分すれば
推定位置が検出できる。そこで、所定周期毎オブザーバ
で速度を推定し、この推定速度を積分、即ち、推定速度
に上記所定周期を乗じてその周期間の移動位置を推定す
る。
By configuring an observer that includes the speed of the working servo motor, the speed can be estimated. The estimated position can be detected by integrating this estimated speed. Therefore, the speed is estimated by the observer every predetermined period, and the estimated speed is integrated, that is, the estimated speed is multiplied by the predetermined period to estimate the moving position during that period.

これにより位置検出器で検出される最小単位間の位置を
推定することができる。
This makes it possible to estimate the position between the minimum units detected by the position detector.

実施例 サーボモータのサーボ制御をプロセッサで行うデジタル
サーボ制御において、従来から行われている外乱推定オ
ブザーバについて、まず説明する。
Embodiment First, a conventional disturbance estimation observer in digital servo control in which servo control of a servo motor is performed by a processor will be explained.

第5図は、サーボモータにおけるオブザーバ対象のモデ
ルのブロック図で、符号13は第4図に示すサーボモー
タのトルク定数Ktの伝達関数、14aは第4図におけ
る伝達関数■4を分割し、イナーシャJmの伝達関数1
4aと積分項14bに分けたものである。第4図におい
て、Uは入力としてのトルク指令、xl、x2は状態変
数としての速度、外乱トルクを意味する。
FIG. 5 is a block diagram of a model for an observer in a servo motor, where 13 is a transfer function of the torque constant Kt of the servo motor shown in FIG. Transfer function 1 of Jm
4a and an integral term 14b. In FIG. 4, U represents a torque command as an input, and xl and x2 represent speed and disturbance torque as state variables.

この第5図のモデルにおいて、状態変数xl。In the model of FIG. 5, the state variable xl.

X2に対する状態方程式は次の第(1)式のようになる
The state equation for X2 is as shown in equation (1) below.

なお、上記第(1)式においてifは加速度、交2は外
乱トルクの変化度を意味するが、短い時間では外乱トル
クx2には変化がないとして交2=0と仮定している。
Note that in the above equation (1), if means acceleration and cross 2 means the degree of change in disturbance torque, but it is assumed that cross 2 = 0, assuming that there is no change in disturbance torque x2 in a short time.

第(1)式をサンプリング周期(速度ループ周期)Tの
離散値系とすると、次の第(2)式のよ上記第 (2) 式に対しオブザーバを構成するた を用いる(xl(i)、  K2(i)は夫々推定速度
、推定外乱トルク、Zl(i)、  Z2(i)はオブ
ザーバ処理途中の変数)。
If Equation (1) is a discrete value system with a sampling period (velocity loop period) T, then the following Equation (2) is used to configure the observer for Equation (2) above (xl(i) , K2(i) are estimated speed and estimated disturbance torque, Zl(i) and Z2(i) are variables during observer processing).

第(2)式より ・・・・・・(4) 上記第(3)式、第(4)式よりなるオブザーバの槽底
をブロック図で示すと第2図のようになる。なお、第(
4)式において(Kl、に2)”はゲインベクトル、第
2図においてZ−1は1周期Tの遅れを示す。
From equation (2)...(4) The bottom of the observer tank formed by equations (3) and (4) above is shown in a block diagram as shown in FIG. In addition, No. (
In equation 4), (Kl, 2)'' is a gain vector, and in FIG. 2, Z-1 represents a delay of one period T.

入力のトルク指令u (i)にKt−T/Jmを乗じ(
ブロック1)た値に外乱トルク推定値x 2 (i)に
T/Jmを乗じ(ブロック2)た値を加算し、さらに推
定速度xi(i)を加算すれば第(3)式における変数
Z I (i+I)が求められる。これを1周期遅らせ
る(ブロック3)ことにより、変数Z、1(i)が求ま
る。次に、パルスコータで検出される実速度x l (
i)から上記変数Zl(i)を減じ(xi(i)−Zl
(i))を求め、この値にゲインに1を乗じ(ブロック
4)た値に変数Z ] (i)を加算すれば推定速度x
l(i)(第(4)式)が求まる。
Multiply the input torque command u (i) by Kt-T/Jm (
By adding the estimated disturbance torque value x 2 (i) multiplied by T/Jm (block 2) to the value obtained in block 1), and further adding the estimated speed xi(i), the variable Z in equation (3) I (i+I) is calculated. By delaying this by one period (block 3), the variable Z,1(i) is found. Next, the actual speed x l (
Subtract the above variable Zl(i) from i) (xi(i)-Zl
(i)), multiply this value by the gain by 1 (block 4), and add the variable Z ] (i) to the estimated speed x
l(i) (Equation (4)) is found.

さらに、上記(xl(1−Zl(i))にゲインに2を
乗じ(ブロック5)た値に変数22 (i)を加算すれ
ば推定外乱トルクx2(i)が求まる(第(4)式)。
Furthermore, by adding the variable 22(i) to the value obtained by multiplying the gain by 2 (block 5) to the above (xl(1-Zl(i)), the estimated disturbance torque x2(i) can be found (Equation (4) ).

この推定外乱トルクx2(i)は第(3)式より変数2
2 (i+1)と等しく、コノ変数22(i+1)を1
周期遅らせれば(ブロック6)変数22 (i)が求ま
り、第(3)式、第(4)式の演算が行われることにな
る。そして、このオブザーバにより推定速度へ xl(i)が求まることを意味する。上述のように、ト
ルク指令u (i)  とパルスコータで検出される実
速度xl(i)より、第2図に示すオブザーバ処理を行
えば、推定速度xi(i)を求めることができるがこの
オブザーバの特性はゲインベクトル(K1゜K2 ) 
”によって決まる。
This estimated disturbance torque x2(i) is determined by the variable 2 from equation (3).
2 (i+1), and set the Kono variable 22(i+1) to 1
If the cycle is delayed (block 6), the variable 22 (i) will be found, and the calculations of equations (3) and (4) will be performed. This means that xl(i) is found for the estimated speed using this observer. As mentioned above, the estimated speed xi(i) can be obtained from the torque command u (i) and the actual speed xl(i) detected by the pulse coater by performing the observer processing shown in FIG. The characteristic of is the gain vector (K1゜K2)
” Determined by

そこで、 第 (3) 式。Therefore, No. (3) formula.

第 (4) 式において、 各 およびXIを用いて表すと、次の第(5)式、第(6)
式となる ・・・・・・(5) ・・・・・・(6) 上記第(5)式、第(6)式を連続系に変換するために
双線型変換z= (2+ST)/ (2−8T)を代入
すると、第(5)式、第(6)式の分母は次の第(7)
式となる。
In equation (4), when expressed using each and XI, the following equations (5) and (6)
The equations become...(5)...(6) In order to convert the above equations (5) and (6) into a continuous system, bilinear transformation z= (2+ST)/ Substituting (2-8T), the denominators of equations (5) and (6) become the following (7)
The formula becomes

(z−1) (2−1+KI)十に2z=−L−(2S
T (2ST+Kl (2+ST) +に2 (4−3
2T 2) 1(2−5T) 2 オブザーバで速度を推定し位置を推定する場合は、リニ
アスケール等の位置検出器からの位置フィードバックパ
ルスが速度ループ周期内にあるかないか程度の低速の状
態のときであり、高速で移動しているときには、位置フ
ィードバックパルス間における位置を推定する必要がな
い。そこで問題となる低周波数において、正確な推定速
度及び位置を検出するためにオブザーバのカットオフ周
波数fc(Wc=2rfc)とし、かつ、標準の2次形
になるように極配置が1、ダンピング定数P、  0.
 5になるように設定すると、第(7)式の分子が次の
第(8)式のようになればよい。
(z-1) (2-1+KI) 2z=-L-(2S
T (2ST+Kl (2+ST) +2 (4-3
2T 2) 1 (2-5T) 2 When estimating the speed and position using an observer, the position feedback pulse from a position detector such as a linear scale is within the speed loop period or not. When moving at high speed, there is no need to estimate the position between position feedback pulses. Therefore, in order to detect accurate estimated speed and position at low frequencies, which is a problem, we set the cutoff frequency fc (Wc = 2rfc) of the observer, and set the pole arrangement to 1 and the damping constant so that it becomes a standard quadratic shape. P, 0.
5, the numerator of equation (7) should be as shown in equation (8) below.

4に2+4KITS+(4−2KI−に2)  52T
2上記(8)式が成立するには、ゲインKl、 K2を
次の第(9)式のように設定すればよい。
4 to 2+4KITS+ (4-2KI- to 2) 52T
2. In order for the above equation (8) to hold true, the gains Kl and K2 may be set as shown in the following equation (9).

KI=(4/TPWcT)/ (We2T’ +2/T
PWcT+4) −(9)K2= (4Wc2  T2
 )/  (Wc2  :r2 +2ffPWcT+4
)・・・(10) こうして、第2図に示すオブザーバにおける未知数はす
べて求められるから、第2図に示すオブザーバ処理をデ
ジタルサーボ処理を行うプロセッサで速度ループ処理毎
行わせれば、速度x I (i)が推定でき、これを積
分、即ち、推定速度x 1 (i)に周期Tを乗ずれば
当該周期の推定移動量が得られる。
KI=(4/TPWcT)/(We2T'+2/T
PWcT+4) −(9)K2= (4Wc2 T2
)/ (Wc2 :r2 +2ffPWcT+4
)...(10) In this way, all the unknowns in the observer shown in Fig. 2 are obtained, so if the observer processing shown in Fig. 2 is performed every velocity loop processing by a processor that performs digital servo processing, the velocity x I ( i) can be estimated, and by integrating this, that is, multiplying the estimated speed x 1 (i) by the period T, the estimated movement amount for the period can be obtained.

第3図(a)、(b)は、本実施例における位置検出の
説明図で、第3図(a)はモータが正方向に回転してい
るとき、第3図(b)は負方向に回転しているときの例
を示している。
FIGS. 3(a) and 3(b) are explanatory diagrams of position detection in this embodiment. FIG. 3(a) shows when the motor is rotating in the positive direction, and FIG. 3(b) shows when the motor is rotating in the negative direction. An example is shown when it is rotating.

第3図(a)において、符号Psはリニアスケールで検
出される位置を示し、符号Pse(n)は本発明によっ
て推定される推定位置を示している。そして、この例で
は、102.5の位置に位置決めしようとする場合の例
を記している。サンプリング時T1において、前サンプ
リング時から当該サンプリング時TI までにリニアス
ケールの少なくとも1以上のグリッドが通過し、リニア
スケールで検出される位置Ps (1)がII 00J
であったとする。このときの推定位置Pse(1)は、
リニアスケールで検出される位置の開始点r100.O
Jとする。即ち、前サンプリング時から今サンプリング
時までにリニアスケールで検出される位置が異なる場合
(リニアスケールの少なくとも1以上のグリッドを通過
した場合)には推定位置Pse(n)はリニアスケール
で検出された位置Ps(n)と等しいとする。
In FIG. 3(a), the symbol Ps indicates the position detected by the linear scale, and the symbol Pse(n) indicates the estimated position estimated by the present invention. This example describes a case where positioning is to be performed at position 102.5. At sampling time T1, at least one grid of the linear scale has passed from the previous sampling time to the current sampling time TI, and the position Ps (1) detected by the linear scale is II 00J
Suppose it was. The estimated position Pse(1) at this time is
Starting point r100 of the position detected by the linear scale. O
Let it be J. In other words, if the position detected on the linear scale is different from the previous sampling time to the current sampling time (when it passes through at least one grid of the linear scale), the estimated position Pse(n) is detected on the linear scale. It is assumed that the position Ps(n) is equal to the position Ps(n).

次のサンプリング時T2で、リニアスケールで検出され
た位置に変化がない場合には前サンプリング時TIで推
定した推定位置Pse(1)に当該サンプリング時のオ
ブザーバ処理で検出した推定速度(なお、推定速度は機
械の移動速度に変換されているものとする)にサンプリ
ング周期Tを乗じた値(周期7間の移動量)で加算して
、推定位置Pse(2)とする。
At the next sampling time T2, if there is no change in the position detected by the linear scale, the estimated speed detected by the observer processing at the time of sampling (the estimated The estimated position Pse(2) is obtained by adding the value obtained by multiplying the sampling period T (the speed is assumed to have been converted to the moving speed of the machine) by the sampling period T (the amount of movement during period 7).

Pse (2)=Pse (2) +xl ・T=10
0+xl −T 次のサンプリング時T3ではリニアスケールがグリッド
を横切って検出時がrlolJとなっているので、推定
位置Pse(3)はrlol、OJとなる。サンプリン
グ時T4では、リニアスケールTの検出位置が「101
」であるので推定位置Pse(4)は Pse (4)=Pse (3)+xl  ・T=10
1+x−T となる。そして、目標位置r102.5Jに近づけば近
づくほど位置偏差は小さくなり、速度も遅くなるため、
周期7間で移動する移動量も小さくなってくる。
Pse (2)=Pse (2) +xl ・T=10
0+xl -T At the next sampling time T3, the linear scale crosses the grid and the detection time is rlolJ, so the estimated position Pse(3) becomes rlol, OJ. At sampling time T4, the detection position of the linear scale T is "101".
”, so the estimated position Pse (4) is Pse (4) = Pse (3) + xl ・T = 10
It becomes 1+x-T. The closer you get to the target position r102.5J, the smaller the position deviation becomes and the slower the speed becomes.
The amount of movement during period 7 also becomes smaller.

サンプリング時T5ではリニアスケールがグリッドを横
切り、検出位置Pse(5)がrl O2Jとなってい
るから、推定位置Pse(5)は「102」とされる。
At sampling time T5, the linear scale crosses the grid and the detected position Pse(5) is rl O2J, so the estimated position Pse(5) is set to "102".

そして、以後のサンプリング時T6.T7.T8ではリ
ニアスケールの検出値はr102Jで変らないので、推
定位置Pse(6)〜Pse(8)は次のようになる。
Then, at the time of subsequent sampling, T6. T7. At T8, the detected value of the linear scale is r102J and does not change, so the estimated positions Pse(6) to Pse(8) are as follows.

Pse (6)=Pse (5) +xl −TPse
 (7)=Pse (6) +xl −TPse (8
)=Pse (7)+xl  ・Tこうして、サンプリ
ング時T8で目標位置「102.5Jのインポジション
幅内に推定位置が入り該推定位置と目標位置との差であ
る位置偏差が「0」近傍となり、位置決めが完了する上
記例においてサンプリング時T5で、目標とするリニア
スケールの単位内の位置r102Jに達するが、このと
きの推定位置を該位置の開始位置r102.OJとする
ことから、リニアスケールの1単位内において、正確な
位置と推定位置Pse間に誤差が生じる。しかし、目標
位置に近づいた場合には、位置偏差が小さくなり速度も
遅くなっているから1周期期間で移動する移動量も小さ
く、上記誤差は微かなものである。
Pse (6)=Pse (5) +xl −TPse
(7)=Pse (6) +xl −TPse (8
)=Pse (7)+xl ・T Thus, at sampling time T8, the estimated position enters the in-position width of the target position "102.5J" and the positional deviation, which is the difference between the estimated position and the target position, becomes near "0". , in the above example where positioning is completed, the target position r102J within the unit of the linear scale is reached at sampling time T5, but the estimated position at this time is changed to the starting position r102. Since OJ is used, an error occurs between the exact position and the estimated position Pse within one unit of the linear scale. However, when the target position is approached, the positional deviation is small and the speed is slow, so the amount of movement per cycle is also small, and the above-mentioned error is slight.

第3図(b)はモータが負方向に回転して位置決めを行
う場合の例を示したもので、この場合は前サンプリング
時から今サンプリング時までにリニアスケールがグリッ
ドを横切ると当該サンプリング位置Pse(n)を当該
スケール位置の開始点としてリニアスケールでの検出位
置Ps(n)の値に「1」加算したものとする意思外は
、第3図に示した正方向の回転時と同一である。例えば
、周期T1でリニアスケールで検出された値「102」
が前サンプリング時で検出れた値Ps (1)と異なっ
ている場合推定位置Pse(1)はPse (1)=P
s (1)+1=103とされる。即ち、負方向の回転
している場合リニアスケールから検出される値は減少し
rl 03Jからr102Jで変ったものであり、当該
検出位置r102Jのスケール位置の開始点はr103
゜0」となるからである。そして、サンプリング時T2
でのリニアスケールの検出位置Ps(2)がr102J
であれば、オブザーバで検出された推定速度X(負の値
)に周期Tを乗じた値を加、算指定サンプリング時T2
の推定位置Pse(2)とする Pse (2)=Pse (1)+xl  @T=10
3+xl  −T ただし、推定速度Xが負であるから推定位置Pse(2
)は、 102.0<Pse (2)<103.0となる。
FIG. 3(b) shows an example in which the motor rotates in the negative direction to perform positioning. In this case, if the linear scale crosses the grid from the previous sampling time to the current sampling time, the corresponding sampling position Pse (n) is the starting point of the scale position and "1" is added to the value of the detected position Ps(n) on the linear scale. be. For example, the value "102" detected by the linear scale at period T1
is different from the value Ps (1) detected at the previous sampling time, the estimated position Pse (1) is Pse (1) = P
s (1)+1=103. That is, when rotating in the negative direction, the value detected from the linear scale decreases and changes from rl 03J to r102J, and the starting point of the scale position of the detection position r102J is r103.
This is because ゜0''. And at sampling time T2
The detection position Ps(2) of the linear scale is r102J
If so, add the value obtained by multiplying the estimated speed X (negative value) detected by the observer by the period T, and calculate the specified sampling time T2
Let the estimated position Pse (2) be Pse (2) = Pse (1) + xl @T = 10
3+xl -T However, since the estimated speed X is negative, the estimated position Pse(2
) becomes 102.0<Pse (2)<103.0.

第1図は、デジタルサーボ処理を行うプロセッサが速度
ループ処理毎行う推定位置算出処理のフローチャートで
ある。
FIG. 1 is a flowchart of estimated position calculation processing performed by a processor that performs digital servo processing every velocity loop processing.

まず、速度ループ処理を行って、トルク指令Uを求め(
ステップS1)、該トルク指令Uとパルスコータから検
出されるモータの実速度xiより第2図に示す従来から
公知のオブザーバ処理を行い推定速度xiを求める(ス
テップS2)。
First, perform speed loop processing to obtain torque command U (
In step S1), a conventionally known observer process shown in FIG. 2 is performed using the torque command U and the actual motor speed xi detected from the pulse coater to obtain an estimated speed xi (step S2).

次に、リニアスケールから検出した位置Psからレジス
タR(Ps)に記憶してる前周期のりニアスケール検出
位置を減じて、その値が正であれば(正方向回転でリニ
アスケールのグリッドを横切っている)、推定位置Ps
eを記憶するレジスタR(Pse)に、リニアスケール
での検出位置Psを格納する(ステップS3.S4)。
Next, subtract the previous cycle linear scale detection position stored in register R (Ps) from the position Ps detected from the linear scale, and if the value is positive (crossing the grid of the linear scale with positive rotation) ), estimated position Ps
The detected position Ps on the linear scale is stored in the register R (Pse) that stores e (steps S3 and S4).

例えば、第3図(a)のサンプリング時T1. T3.
 T5の場合である。
For example, at sampling time T1 in FIG. 3(a). T3.
This is the case of T5.

また、リニアスケールで検出された当該周期の位置Ps
から前周期の検出位置R(Ps)を減じた値が負であれ
ば(負方向回転でリニアスケールのグリッドを切換わっ
ている)、レジスタR(Pse)に検出位置Psに「1
」加算した値を格納する(ステップS3.S6)。例え
ば、第3図(b)のサンプリング時Tl、T3.T5の
場合である。
Also, the position Ps of the period detected by the linear scale
If the value obtained by subtracting the detection position R (Ps) of the previous cycle from is negative (the grid of the linear scale is switched by rotating in the negative direction), the detection position Ps is set to "1" in the register R (Pse).
” The added value is stored (steps S3 and S6). For example, at the time of sampling in FIG. 3(b), Tl, T3. This is the case of T5.

また、前サンプリング時、当該サンプリング時のリニア
スケールでの検出位置Psが同一の場合(第3図(a)
のT1とT2.T3とT4.T5とT6.T6とT?、
T7とT8、第3図(b)のTI とT2.T3とT4
.T5とT6.T6とT7.T7とT8.T8とT9)
、推定位置Pseを記憶するレジスタR(Pse)の値
に、ステップS2で算出された推定速度x1に速度ルー
プ周期Tを乗じた値を加算して当該周期における推定位
置Pseを求めレジスタR(Pse)に格納する(ステ
ップ33.S5)。
In addition, when the detection position Ps on the linear scale at the time of previous sampling and the time of sampling are the same (Fig. 3 (a)
T1 and T2. T3 and T4. T5 and T6. T6 and T? ,
T7 and T8, TI and T2 in FIG. 3(b). T3 and T4
.. T5 and T6. T6 and T7. T7 and T8. T8 and T9)
, the value obtained by multiplying the estimated speed x1 calculated in step S2 by the speed loop period T is added to the value of the register R (Pse) that stores the estimated position Pse to obtain the estimated position Pse in the corresponding period. ) (step 33.S5).

そして、レジスタR(Ps)にリニアスケールでの検出
位置のPsを格納しくステップS7)、推定位置算出処
理は終了する。
Then, the detected position Ps on the linear scale is stored in the register R (Ps) (step S7), and the estimated position calculation process ends.

こうして求めレジスタR(Pse)に格納した推定位置
Pseに基いてプロセッサは位置ループ処理を行うこと
となる。
Based on the estimated position Pse thus obtained and stored in the register R(Pse), the processor performs position loop processing.

なお、上記実施例では、第1図の処理を速度ループ処理
毎行うようにしたが、推定位置を必要とする場合は低速
でモータが駆動しているときであり、高速時には推定位
置を必要としない。そこで、モータ速度が所定速度以下
になったときのみステップ82〜S7の処理を行うよう
にしてもよい。
In the above embodiment, the process shown in Fig. 1 is performed for each speed loop process, but the estimated position is required when the motor is running at low speed, and the estimated position is not required at high speed. do not. Therefore, steps 82 to S7 may be performed only when the motor speed becomes equal to or less than a predetermined speed.

発明の効果 本発明は、オブザーバによって速度を推定し、推定した
速度を積分して、推定位置を求めることにより、リニア
スケール等の位置検出器で検出される最小単位間におけ
る位置を求めるようにしたので、リニアスケールの分解
能よりも高い精度で位置を検出することができる。
Effects of the Invention The present invention estimates the velocity using an observer, integrates the estimated velocity, and obtains the estimated position, thereby obtaining the position between the smallest units detected by a position detector such as a linear scale. Therefore, the position can be detected with higher precision than the resolution of the linear scale.

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

第1図はデジタルサーボ制御を行うプロセッサが実行す
る本発明の一実施例の動作処理フローチャート、第2図
は外乱推定オブザーバのブロック図、第3図(a)、 
 (b)は本発明の一実施例における位置検出1位置決
めの説明図、第4図はフルクローズド・ループ方式のブ
ロック図、第5図はオブザーバ対象のモデルのブロック
図である。 八 xl・・・推定速度、Ps・・・リニアスケールから構
成される装置、Pse・・・推定位置、U・・・トルク
指令、Xl・・・モータ実速度、P/T・・・移動指令
(速度ループ周期間のパルス数)、X2・・・外乱トル
ク。 第 第 第 0(C1) 7
Fig. 1 is a flowchart of an operation process of an embodiment of the present invention executed by a processor that performs digital servo control, Fig. 2 is a block diagram of a disturbance estimation observer, Fig. 3(a),
(b) is an explanatory diagram of position detection 1 positioning in one embodiment of the present invention, FIG. 4 is a block diagram of a fully closed loop method, and FIG. 5 is a block diagram of a model for an observer. 8xl... Estimated speed, Ps... Device composed of linear scale, Pse... Estimated position, U... Torque command, Xl... Actual motor speed, P/T... Movement command (number of pulses between speed loop periods), X2...disturbance torque. No. 0 (C1) 7

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)サーボモータで駆動される機械可動部に取付けら
れた位置検出器によって機械可動部位置を検出し、サー
ボモータに取付けられたパルスコータを用いて速度を検
出するフルクローズド・ループ方式において、サーボモ
ータの速度を含む状態変数としてオブザーバを構成し、
該オブザーバによって速度を推定し、該推定速度を積分
して、位置検出器で検出される最小単位間の位置を検出
するフルクローズド・ループ方式における位置検出方式
(1) In the full-closed loop system, the position of the mechanical moving part is detected by a position detector attached to the moving part of the machine driven by the servo motor, and the speed is detected using a pulse coater attached to the servo motor. Configure the observer as a state variable containing the speed of the motor,
A full-closed loop position detection method in which the observer estimates the speed, integrates the estimated speed, and detects the position between the smallest units detected by the position detector.
(2)所定周期毎サンプリングして位置検出器で検出さ
れる位置を検出し、前サンプリング時と当該サンプリン
グ時の検出位置に差があるときは、当該サンプリング時
で検出されれた位置への開始位置を推定位置とし前サン
プリングと当該サンプリング時の検出位置が同一であれ
ば、前サンプリング時に推定された推定位置に、オブザ
ーバで検出された推定速度にサンプリング周期を乗じた
値を加算して推定位置とした請求項1記載のフルクロー
ズド・ループ方式における位置検出方式。
(2) Detect the position detected by the position detector by sampling every predetermined period, and if there is a difference between the detected position at the previous sampling time and the current sampling time, start to the position detected at the current sampling time. If the position is the estimated position and the detected position at the previous sampling and the current sampling are the same, the estimated position is calculated by adding the value obtained by multiplying the estimated speed detected by the observer by the sampling period to the estimated position estimated at the previous sampling. The position detection method in a fully closed loop method according to claim 1.
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