JPH04141708A - サーボ装置 - 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、負荷の変更によりイナーシャ、摩擦の変化す
る機械系のサーボ装置に関する。

［従来の技術］ 従来のサーボ装置は、一般に第３図に示すように構成さ
れている。第３図において１１は被制御機械で、この機
械１１の位置θ及び速度ωが検出される。また、この機
械１１に対する速度指令ω、は、積分器１２により積分
されて位置指令θ、として取出される。そして、この位
置指令θ、と上記機械１１の角度θとの偏差「θ、−θ
」か減算器１３で求められ、その偏差か位置ゲイン１４
て増幅される。この位置ゲイン１４の出力は、加減算器
１５に入力され、速度指令ω１が加算されると共に機械
１１の速度ωか減算され、その演算結果が速度ゲイン１
６て増幅されてＰＩ制御部１７に入力される。

ＰＩ制御部１７は、ＰＩ制御積分器１８及び加算器１９
からなり、上記速度ゲイン１６の出力がＰ１制制御分器
１８により積分時定数Ｔｊで積分されてＰＩ制御積分値
ＸＰＩとなり、加算器］９において速度ゲイン１６の出
力と加算される。この加算器１９の加算結果かＰＩ制御
部１７の出力となり、加算器２１に入力される。

また、上記速度指令θ、は、微分器２２で微分されて加
速度指令ａ、となり、慣性力補償フィ−ドフォワード部
２３によりゲインＪｏか乗算されて慣性力補償量Ｊ　ｏ
　ｔｖ　ｔとして出力される。更に、上記速度指令ω、
は、摩擦補償フィードフォワード部２５に入力され、速
度指令ω、の符号により正負が決まる摩擦補償量τ、Ｐ
Ｐとして出力される。

そして、上記慣性力補償量Ｊｏｂ、と摩擦補償量τｄＦ
Ｆとが加算器２０．２１においてＰＩ制御部１７の出力
と加算され、入力トルクτとなり、機械１１に入力され
る。

［発明か解決しようとする課題］ 上記のように従来のサーボ装置は、慣性力補償フィード
フォワードゲインと摩擦補償フィードフォワードのモデ
ルか固定となっている。このため負荷の変更によりイナ
ーシャと摩擦が変化した場合に制御特性が悪化するとい
う問題があった。

本発明は上記の点に艦みてなされたもので、負荷の変更
によるイナーシャ及び摩擦が変化した場合でも、その変
化に適応し得るサーボ装置を提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段及び作用コ本発明は、負荷
の変更によりイナーシャ、摩擦の変化する機械系に対す
る慣性力補償フィードフォワード部及び摩擦補償フィー
ドフォワード部を有するサーボ装置において、ＰＩ制御
部の出力値をイナーシャと摩擦のパラメータを同定する
パラメータ同定部に入力し、この同定部で同定したパラ
メータ出力を慣性力補償フィードフォワード部及び摩擦
補償フィードフォワード部のプリセット値として与える
ようにしたもので、機械のイナシャと摩擦か変化した場
合、慣性力補償フィードフォワード部と摩擦補償フィー
ドフォワード部が適応して変化する。従って、機械のイ
ナーシャと摩擦の変化に適応でき、高い制御性能を維持
することができる。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明に係るサーボ装置の一実施例を示すもの
で、第３図と同一部分には同一符号を付して詳細な説明
は省略する。本発明は、第１図に示すように速度指令ω
２及びＰＩ制御部１７のＰＩｌ制御積分器１８出力が入
力されるパラメータ同定装置３１を設け、Ｐ１制御部１
７の出力値からイナーシャと摩擦のパラメータを同定し
、同定したパラメータ即ちイナーンヤ同定値Ｊｏを慣性
力補償フィードフォワード部２３に、また、摩擦トルク
同定値τ６ｏを摩擦補償フィードフォワード部２５にプ
リセット値として与えるように構成したものである。

次に上記実施例の動作を説明する。

上記第１図におけるサーボ系の運動方程式は、次に示す
（１）式で表される。この場合、速度をω、速度指令を
ω２、位置ゲインをＧｐ、速度ゲインをＧｖ、ＰＩ制御
部１７の積分時定数をＴｉ、イナーシャをＪ、摩擦トル
クをτ４、慣性力補償フィードフォワード部２３のモデ
ルイナーンヤをＪｏ、摩擦補償フィードフォワード部２
５の摩擦補償量をτ６ｐｐ　ＳＰ　ｌ制御積分器１８の
積分値をＸＰＩ、オフセット外乱をτ０ＦＳＴとして示
している。

Ｊ　（ＩＪ−ＣＰＩ＋　Ｇｖ　（１＋（Ｇｐ　／　Ｓ）
　）　　（ω、ω）Ｊｏ山、十τ、、−τ６−τ。Ｆ５
工灸ＰＩ＝（１／Ｔｉ）Ｇｖ　（ｌ　＋　（Ｇｐ　／Ｓ
）　）（ω、−ω）　　　　　　　　・・・（１）上記
（１）式からωを消去し、ＸＰＩについて解くと、 ・・　（２） となる。

但し、ΔＪ−Ｊ−Ｊｏ　　イナーシャのパラメタ誤差 Δτ６−τ６−τ、、：摩擦の誤差 である。

今、速度指令ω、に第２図（ａ）の台形パターンを入力
したとすると、ＰＩ制御部］７の積分値ＸＰＩは、過渡
応答を無視すると、 ＸＰＩ−Δτｄ＋τ０ＦＳＴ　　　　　　・・・定速状
態ＸＰＩ”ΔＪω、＋Δτ、十τ。ＦＳＴ・・・加減速
状態・・・　（３） となる。このＸＰ＋をパラメータ同定装置３１に入力し
、その定常値（第２図（ｂ））を保存する。

パラメータ同定装置３１は、上記第２図（ｂ）の定常値
から第２図（Ｃ）〜（ｅ）に示す成分△Ｊ、ω７、Δτ
ｄ、τ０ＰＳＴを計算する。更にパラメータ同定装置３
１は、第２図におけるＡ−Ｆの各領域のＸＰＩからイナ
ーシャの誤差ΔＪ、及び摩擦のパラメータ誤差Δτ、ｏ
−１τｄ　１−τ、。

（但しτ、。はτｄＦＦの大きさ）を次式％式％） 但し、ＸＰｌｌ）〜Ｘ　ＰｌｔＥ）は、Ａ−Ｆ領域にお
けるＸＰ＋の値である。

により計算する。

そして、上記（４）式で求めたパラメータ誤差を用いて
次式 ％式％ により、イナーシャ同定値Ｊｏ及び摩擦トルク同定値τ
、０を計算し、慣性力補償フィードフォワード部２３と
摩擦補償フィードフォワード部２５にプリセットセット
値として与える。

上記のようにＰＩ制御部１７の積分値ＸＰＩからイナー
シャと摩擦のパラメータＪｏ、　　τ６ｏを同定し、そ
の同定パラメータをフィードフォワード部のモデルにプ
リセットすることにより、イナーシャと摩擦の変化によ
る制御性能の変化を抑えることができる。

なお、上記実施例では、速度指令ω７として第２図（ａ
）に示す台形パターンを用いた場合について説明したか
、この台形パターンを用いてパラメータ同定を行なうの
は、機械］〕の負荷を変更した後の所期設定時のみとし
て、あとは別のパターンの速度指令を用いることも可能
である。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明によれば、ＰＩ制御部の出力
値からイナーシャと摩擦のパラメータをパラメータ同定
部で同定し、その大きさを慣性力補償フィードフォワー
ド部及び摩擦補償フィードフォワード部のモデルにプリ
セットするようにしたので、負荷の変更に伴う機械のイ
ナーシャと摩擦の変化に適応でき、高い制御性能を維持
する二とかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例に係るサーボ装置の回路構
成を示すブロック図、第２図は台形パターン速度指令を
入力した場合におけるＰＩ制御積分波形及びその成分波
形を示す図、第３図は従来のサーボ装置の回路構成を示
すブロック図である。 １１・・・機械、１２・・積分器、１４・・位置ゲイン
、１５・・加減算器、１６・・速度ゲイン、１７・・・
ＰＩ制御部、１８・　ＰＩ制御積分器、２２・・微分器
、２３・慣性力補償フィードフォワード部、２５・・摩
擦補償フィードフォワード部、３１・・・パラメータ同
定装置。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 負荷の変更によりイナーシャ、摩擦の変化する機械系に
   対する慣性力補償フィードフォワード部及び摩擦補償フ
   ィードフォワード部を有するサーボ装置において、ＰＩ
   制御部の出力値をイナーシャと摩擦のパラメータを同定
   するパラメータ同定部に入力し、この同定部で同定した
   パラメータ出力を慣性力補償フィードフォワード部及び
   摩擦補償フィードフォワード部のプリセット値として与
   えることを特徴とするサーボ装置。