JPH0424808A - Servo controller - Google Patents

Servo controller

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JPH0424808A
JPH0424808A JP12964390A JP12964390A JPH0424808A JP H0424808 A JPH0424808 A JP H0424808A JP 12964390 A JP12964390 A JP 12964390A JP 12964390 A JP12964390 A JP 12964390A JP H0424808 A JPH0424808 A JP H0424808A
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JP
Japan
Prior art keywords
resolution
controlled object
function generator
manipulated variable
servo control
Prior art date
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Pending
Application number
JP12964390A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Sekiguchi
英紀 関口
Fumio Tabata
文夫 田畑
Toru Kamata
徹 鎌田
Yuji Sakata
裕司 阪田
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To suppress the microvibrations of a control subject by producing a manipulated variable by a feedback compensator based on a reference position produced from a function generator and applying the servo control to the control subject. CONSTITUTION:The resolution of a function generator 1 is set higher than that of a position sensor. Then it is supposed that the present position (y) of a control subject 3 is equal to the position that is inputted precedently by a sampling action and the position of the subject 3 follows a reference position (r) produced by the generator 1. Then a feedback compensator 2 produces a manipulated variable (u) based on the position (r) and applies the servo control to the subject 3. Thus it is possible to improve the resolution of the generator 1 without changing the resolution of the position sensor and to improve the apparent resolution by correcting the position (y) given from the position sensor or obtaining an estimated position yp. As a result, the noise level of the variable (u) can be reduced and the microvibrations of the subject 3 are suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 制御対象をサーボ制御するサーボ制御装置に関し、 位置センサの分解能を変えることなく、関数発生器の分
解能を上げると共に位置センサの現在位Myを補正ある
いは推定値Wypを求めてみかけ上の分解能を上げ、操
作量Uのノイズを減少して制御対象の微小振動を抑制す
ることを目的とし、指令された目標位置および目標速度
をもとに位置センサよりも分解能の高い参照位置rおよ
び参照速度Vを発生する関数発生器と、この関数発生器
によって発生した分解能の高い参照位置rと制御対象の
位置との差である位置偏差eが零になるように操作量U
を発生するフィードバック補償器とを備え、上記関数発
生器の位置の分解能を位置センサの分解能よりも高くし
、制御対象の現在位置yがlサンプリング前に入力した
位置と同じときに、制御対象の位置が上記関数発生器の
発生した参照位置rに追従しているとみなして当該参照
位Wrをもとに上記フィードバック補償器が操作量Uを
発生し、制御対象をサーボ制御するように構成する。ま
た、上記関数発生器の位置の分解能を位置センサの分解
能よりも高くし、制御対象の現在位置yが1サンプリン
グ前に入力した位置と同じときに、制御対象が上記関数
発生器の発生した参照速度Vに追従しているとみなして
当該参照速度Vを足し込んで求めた位置をもとに上記フ
ィードバック補償器が操作量Uを発生し、制御対象をサ
ーボ制御するように構成する。また、上記関数発生器の
位置の分解能を位置センサの分解能よりも高くし、この
位置センサによって最小分解能分だけ移動したことを検
出したときの時間から平均速度を求め、次の最小分解能
分移動するまでの間、継続するとみなして求めた推定位
置yPをもとに、上記フィードバック補償器が操作量U
を発生し、制御対象をサーボ制御するように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a servo control device that servo-controls a controlled object, the present invention improves the resolution of a function generator without changing the resolution of a position sensor, and corrects or estimates the current position My of a position sensor. The purpose is to increase the apparent resolution and reduce the noise of the manipulated variable U to suppress minute vibrations of the controlled object. A function generator that generates a high reference position r and a reference speed V, and a manipulated variable such that the position deviation e, which is the difference between the high-resolution reference position r generated by this function generator and the position of the controlled object, becomes zero. U
and a feedback compensator that generates a position of The feedback compensator generates a manipulated variable U based on the reference position Wr, assuming that the position follows the reference position r generated by the function generator, and servo-controls the controlled object. . In addition, the position resolution of the function generator is made higher than the resolution of the position sensor, and when the current position y of the controlled object is the same as the position input one sampling ago, the controlled object is referenced by the reference generated by the function generator. The feedback compensator generates the manipulated variable U based on the position obtained by adding the reference speed V, assuming that the speed V is being followed, and servo-controls the controlled object. In addition, the position resolution of the function generator is set higher than the resolution of the position sensor, and the average speed is calculated from the time when this position sensor detects movement by the minimum resolution, and the movement is performed by the next minimum resolution. Based on the estimated position yP that is assumed to continue until then, the feedback compensator changes the manipulated variable U.
is configured to generate and servo control the controlled object.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、制御対象をサーボ制御するサーボ制御装置に
関するものである。
The present invention relates to a servo control device that servo-controls a controlled object.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、サーボ制御装置は、第8図(イ)に示すように、
上位から指令された目標位置rr、U標速度V、になる
ように時間的に変化する軌跡である参照位置r、参照速
度Vを発生する関数発生器21、制御対象23の現在位
置yが参照位置rに追従するように位置偏差e=y−r
を零にするべく操作量Uを発生するフィードバック補償
器22から構成されている。精密な制御を行う場合、現
在位置yをエンコーダなどによって検出し、ディジタル
サーボ制御を行う。
Conventionally, a servo control device, as shown in FIG. 8 (a),
A function generator 21 that generates a reference position r and a reference speed V, which are trajectories that change over time so that the target position rr and U target speed V commanded from a higher level, and the current position y of the controlled object 23 are referenced. Position deviation e=y−r to follow position r
It is composed of a feedback compensator 22 that generates a manipulated variable U to make the value zero. When performing precise control, the current position y is detected by an encoder or the like, and digital servo control is performed.

第8図(ロ)は、ディジタルサーボ制御装置のブロック
部を示す。第8図(イ)関数発生器21、フィードバッ
ク補償器22は、MPU24内のソフトウェアによって
実現している。操作量Uは、D/Aコンバータ25に出
力してアナログ量に変換し、パワーアンプ26を介して
DCモータ27を回転し、メカ部29を駆動する。DC
モータ27の回転は、ロータリエンコーダ28によって
検出し、カウンタ30によって当該ロータリエンコーダ
28からのパルスを計数し、現在位置yをMPU24に
取り込むようにしている。
FIG. 8(b) shows a block section of the digital servo control device. FIG. 8(a) The function generator 21 and the feedback compensator 22 are realized by software within the MPU 24. The manipulated variable U is output to the D/A converter 25 and converted into an analog variable, which rotates the DC motor 27 via the power amplifier 26 and drives the mechanical section 29 . D.C.
The rotation of the motor 27 is detected by a rotary encoder 28, the pulses from the rotary encoder 28 are counted by a counter 30, and the current position y is taken into the MPU 24.

第8図(ハ)は、従来の第8図(イ)、(ロ)構成のサ
ーボ制御装置のフローチャートを示す。
FIG. 8(C) shows a flowchart of the conventional servo control device having the configurations of FIGS. 8(A) and 8(B).

第8図(ハ)において、■は、関数発生器21が参照位
lr、参照速度Vを発生する。
In FIG. 8(C), the function generator 21 generates a reference position lr and a reference velocity V.

■は、制御対象23の現在位置y (ロークリエンコー
ダ28、カウンタ30によって計数した現在位1jy)
をMPU24に入力する。
■ is the current position y of the controlled object 23 (current position 1jy counted by the low-return encoder 28 and counter 30)
is input to the MPU 24.

■は、位置偏差eを求める。(2) calculates the positional deviation e.

■は、位置偏差の差分(微分)を求める。(2) calculates the difference (differential) of the positional deviation.

■は、位置偏差の積分を求める。(2) calculates the integral of the positional deviation.

■は、操作量Uを図示式によって求める。ここで、g、
は比例ゲイン、glは積分ゲイン、g。
In (2), the manipulated variable U is determined by an illustrated formula. Here, g,
is the proportional gain, gl is the integral gain, and g.

は微分ゲインを表す。represents the differential gain.

■は、制御対象23に操作量Uを出力する。(2) outputs the manipulated variable U to the controlled object 23;

■は、k−に+ll、、、次の時刻について■以降を繰
り返し行う。
(2) is +ll for k-, repeat the steps after (2) for the next time.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

位置センサとしてロータリエンコーダ28などを使用す
るため、制御対象23の位置は、当該ロータリエンコー
ダ28の分解能単位に離散的になる。速度が非常に遅い
とき、第8図(ニ)に示すように、位Myは分解能Sの
高さを持つステップ状になる0通常、関数発生器21は
、位置センサ(ロータリエンコーダ28など)の分解能
まで精度を保つために、発生する参照位置rの分解能を
現在位置yの分解能と等しくするので、参照位置rも現
在位置yと同様に高さSのステップ状となる。このため
、位置偏差eは、参照位置rと現在位置yがずれたとき
のみパルス状に発生するので、操作量Uも第8図(ニ)
に示すようにパルス状のノイズを発生する。このノイズ
によって、制御対象23に微小な振動が発生し、精密な
速度制御を行えないという問題があった。このノイズを
軽減するために、位置センサの分解能を上げてステップ
Sを小さ(すればよいが、位置センサの分解能を上げる
と、コストアップになってしまうと共に、更に分解能を
上げることが物理的に困難なときには採用できないとい
う問題がある。
Since the rotary encoder 28 or the like is used as a position sensor, the position of the controlled object 23 becomes discrete in units of resolution of the rotary encoder 28. When the speed is very slow, the position My becomes a step with a height of resolution S, as shown in FIG. In order to maintain accuracy up to the resolution, the resolution of the generated reference position r is made equal to the resolution of the current position y, so the reference position r also has a step shape with a height S like the current position y. Therefore, the position deviation e occurs in a pulse form only when the reference position r and the current position y deviate, so the manipulated variable U also
Generates pulse-like noise as shown in . This noise causes minute vibrations in the controlled object 23, posing a problem in that precise speed control cannot be performed. In order to reduce this noise, it is possible to increase the resolution of the position sensor and make the step S smaller. However, increasing the resolution of the position sensor increases the cost, and it is physically difficult to further increase the resolution. The problem is that it is not possible to hire people when times are difficult.

本発明は、位置センサの分解能を変えることなく、関数
発生器の分解能を上げると共に位置センサの現在位置y
を補正あるいは推定位置y2を求めてみかけ上の分解能
を上げ、操作量Uのノイズを減少して制御対象の微小振
動を抑制することを目的としている。
The present invention increases the resolution of the function generator without changing the resolution of the position sensor, and also increases the current position y of the position sensor.
The purpose is to correct or obtain the estimated position y2 to increase the apparent resolution, reduce noise in the manipulated variable U, and suppress minute vibrations of the controlled object.

〔課題を解決する手段〕[Means to solve problems]

第1図を参照して課題を解決する手段を説明する。 Means for solving the problem will be explained with reference to FIG.

第1図において、関数発生器1は、指令された目標位置
および目標速度をもとに分解能の高い参照位置r、参照
速度Vを発生するものである。
In FIG. 1, a function generator 1 generates a reference position r and a reference speed V with high resolution based on a commanded target position and target speed.

フィードバック補償器2は、関数発生器lによって発生
された分解能の高い参照位置rと制御対象3の位置など
との差である位置偏差eが零になるように操作量Uを発
生するものである。
The feedback compensator 2 generates the manipulated variable U so that the positional deviation e, which is the difference between the high-resolution reference position r generated by the function generator l and the position of the controlled object 3, becomes zero. .

〔作用〕[Effect]

本発明は、第1図に示すように、関数発生器1の位置の
分解能を位置センサの分解能よりも高くし、制御対象3
の現在位置yが1サンプリング前に入力した位置と同じ
ときに、制御対象3の位置が関数発生器1の発生した参
照位Wrに追従しているとみなして当該参照位置rをも
とにフィードバンク補償器2が操作量Uを発生し、制御
対象3をサーボ制御するようにしている。また、関数発
生器1の位置の分解能を位置センサの分解能よりも高く
し、制御対象3の現在位置yが1サンプリング前に入力
した位置と同じときに、制御対象3が上記関数発生器1
の発生した参照速度Vに追従しているとみなして当該参
照速度■を足し込んで求めた位置をもとにフィードバッ
ク補償器2が操作量Uを発生し、制御対象3をサーボ制
御するようにしている。また、関数発生器1の位置の分
解能を位置センサの分解能よりも高くし、この位置セン
サによって最小分解能分だけ移動したことを検出したと
きの時間から平均速度を求め、次の最小分解能分移動す
るまでの間、継続するとみなして求めた推定値WyPを
もとに、フィードバック補償器2が操作量Uを発生し、
制御対象3をサーボ制御するようにしている。
As shown in FIG. 1, the present invention makes the position resolution of the function generator 1 higher than the resolution of the position sensor, and
When the current position y of is the same as the position input one sampling ago, it is assumed that the position of the controlled object 3 is following the reference position Wr generated by the function generator 1, and the feed is performed based on the reference position r. A bank compensator 2 generates a manipulated variable U to servo control a controlled object 3. Further, the position resolution of the function generator 1 is made higher than the resolution of the position sensor, and when the current position y of the controlled object 3 is the same as the position input one sampling ago, the controlled object 3 is
The feedback compensator 2 generates the manipulated variable U based on the position obtained by adding the reference speed ■, assuming that it is following the reference speed V generated by , and servo-controls the controlled object 3. ing. In addition, the position resolution of function generator 1 is made higher than the resolution of the position sensor, and the average speed is calculated from the time when this position sensor detects movement by the minimum resolution, and the movement is performed by the next minimum resolution. Until then, the feedback compensator 2 generates the manipulated variable U based on the estimated value WyP obtained by assuming that it will continue.
The controlled object 3 is servo controlled.

従って、位置センサの分解能を変えることなく、関数発
生器1の分解能を上げると共に位置センサからの現在位
置yを補正あるいは推定値Wypを求めたりしてみかけ
上の分解能を上げることにより、操作量Uのノイズを減
少して制御対象の微小振動を抑制することが可能となる
Therefore, without changing the resolution of the position sensor, by increasing the resolution of the function generator 1 and correcting the current position y from the position sensor or obtaining the estimated value Wyp, the apparent resolution can be increased. This makes it possible to reduce noise and suppress minute vibrations of the controlled object.

〔実施例〕〔Example〕

まず、第1図ないし第3図を用いて本発明の1実施例の
構成および動作を順次詳細に説明する。
First, the configuration and operation of one embodiment of the present invention will be sequentially explained in detail using FIGS. 1 to 3.

第1図において、関数発生器1は、上位装置から指令さ
れた目標位置rfおよび目標速度vfをもとに時間的に
変化する分解能の高い参照位置rおよび参照速度Vを発
生するものである。
In FIG. 1, a function generator 1 generates a reference position r and a reference velocity V with high resolution that change over time based on a target position rf and a target velocity vf commanded from a host device.

補正器1−1は、制御対象3の現在位?&yを補正した
補正位置y′を求めたり、位置センサの最小分解能分移
動時の時間から推定値1ypを求めたりなどするもので
ある。
Is the corrector 1-1 based on the current position of the controlled object 3? A corrected position y' is obtained by correcting &y, and an estimated value 1yp is obtained from the time when the position sensor moves by the minimum resolution.

フィードバック補償器2は、関数発生器1によって発生
した分解能の高い参照位Wrと補正器1)によって現在
位置yを補正した補正位置yあるいは求めた推定値1y
Pとの差である位置偏差eが零になるように操作量Uを
発生するものである。
The feedback compensator 2 uses the high-resolution reference position Wr generated by the function generator 1 and the corrector 1) to correct the current position y or the estimated value 1y.
The operation amount U is generated so that the positional deviation e, which is the difference from the positional deviation P, becomes zero.

制御対象3は、操作i1uを出力してフィードバック制
御する対象である。
The controlled object 3 is an object to be feedback-controlled by outputting the operation i1u.

次に、第2図フローチャートに示す順序に従い、第1図
構成の動作を詳細に説明する。
Next, the operation of the configuration shown in FIG. 1 will be explained in detail in accordance with the order shown in the flowchart of FIG.

第2図において、■は、参照速度v(k)、参照位置r
 (k)を発生する。これは、関数発生器1が指令され
た目標位Wrfおよび目標速度vfをもとに、時間的に
変化する参照速度V(k)、参照位置r (k)を下式
によって発生する。
In FIG. 2, ■ is the reference speed v(k), the reference position r
(k) is generated. The function generator 1 generates a reference speed V(k) and a reference position r(k) that change over time based on the commanded target position Wrf and target speed vf using the following equations.

v(K)=v(k−1)十a(k−1)・・・・・・・
・・・(1)r(K)I=r(k−1)+ν(k−1)
・・・・・・・・・・(2)ここで、kは現サンプリン
グ、k−1は1サブリング前、aは加速度を表す。
v(K)=v(k-1) 10a(k-1)...
...(1) r(K)I=r(k-1)+ν(k-1)
(2) Here, k represents the current sampling, k-1 represents one sub-ring before, and a represents the acceleration.

■は、y (k)の入力を行う。これは、制御対象3の
現在位置y (k)の入力を行う。
(2) Inputs y (k). This inputs the current position y (k) of the controlled object 3.

■は、y (k)・y(k−1)か否かを判別する。こ
れは、■で入力した現在位1y(k)が1サンプリング
前の位IFy(k−1)と等しいが否かを判別する。Y
ESの場合には、■でy’ (k)=r(k)としく■
で発生した参照位置r (k)を補正値fy’(k)に
代入し)、■を行う。一方、Noの場合には、現在位置
y (k)が1サンプリング前の位置y(k−1)から
変化したので、■でこの変化した後の現在位置y (k
)を補正位置V’(k)に代入し、■を行う。
(2) determines whether y(k)·y(k-1). This determines whether the current position 1y(k) input in step (2) is equal to the position IFy(k-1) one sampling ago. Y
In the case of ES, let y' (k) = r(k) in ■.
Substituting the reference position r (k) generated in (k) into the correction value fy'(k)), and performing (2). On the other hand, in the case of No, the current position y (k) has changed from the position y (k-1) one sampling ago, so the current position y (k) after this change in ■
) to the corrected position V'(k) and perform step (2).

■は、y’(k) >y(k)+s  (sはステップ
で位置センサの分解能を示す)か否かを判別する。これ
は、y”(k) (=参照位置r (k) )が現在位
置y(k)+sの値を超えたか否かを判別する。YES
の場合(y’(k)−y(k)がSを超えた場合)には
、■で補正位置y’ (k)・現在位置y(k) + 
sとし、y’(k) −y(k)が位置センサの分解能
ステップSを超えないようにし、■を行う、一方、No
の場合には、■で代入したように、補正値fy“(k)
・参照位置r (k)とし、■を行う。
(2) determines whether y'(k) > y(k)+s (s represents the resolution of the position sensor in steps). This determines whether y''(k) (=reference position r (k) ) exceeds the value of current position y(k) + s. YES
In the case (when y'(k) - y(k) exceeds S), use ■ to calculate the corrected position y'(k)/current position y(k) +
s, make sure that y'(k) - y(k) does not exceed the resolution step S of the position sensor, and perform ■. On the other hand, No.
In the case of , the correction value fy "(k)
- Set the reference position r (k) and perform ■.

以上の処理によって、現在位1)Fy(k)を下記fi
lないしく3)のうちのいずれかの補正値1ily′(
k)に補正する。
By the above processing, the current position 1) Fy(k) is converted to the following fi
The correction value 1ily'(
k).

fil  ■NOのときに補正値1fy’ (k)・現
在位may(k)とし、 (2)■YESがっ■YESのときに補正位置y’(k
)=現在位置y(k)+sとし、(3)■YESかっ■
Noのときに補正値il!y’(k)・参照位置r (
k)とする。
fil ■When NO, set the correction value 1fy'(k)・Current position may(k), (2)■YES G■When YES, set the correction position y'(k)
)=current position y(k)+s, (3)■YES■
When No, corrected value il! y'(k)・Reference position r (
k).

そして、■ないし0によってこれら(1)、(2)、(
3)のいずれかによって補正した補正値ty”(k)を
もとに、フィードバック補償器2が操作量Uを発生し、
制御対象3に出力してフィードバック制御を行う。
Then, by ■ or 0, these (1), (2), (
The feedback compensator 2 generates the manipulated variable U based on the correction value ty''(k) corrected by either of 3),
It is output to the controlled object 3 to perform feedback control.

■は、下記式(3)によって位置偏差e (k)を求め
る。
(2) calculates the positional deviation e (k) using the following equation (3).

e(k)す”(k)−r(k)・・・・・・・・・・・
・(3)■は、下記式(4)によって位置偏差の差分(
微分)を求める。
e(k)su”(k)-r(k)・・・・・・・・・・・・
・(3) ■ is the difference in positional deviation (
Find the differential).

e4(k)8e(k)−e(k−1)・・・・・・・・
・・(4)[相]は、下記式(5)によって位置偏差の
積分を求める。
e4(k)8e(k)-e(k-1)・・・・・・・・・
...(4) [Phase] calculates the integral of the positional deviation using the following equation (5).

e、(k)2e1(k−1)+e(k)・・・・・・・
・(5)■は、下記式(6)によって操作量u (k)
を求める。
e, (k)2e1(k-1)+e(k)...
・(5) ■ is the manipulated variable u (k) according to the following formula (6)
seek.

u(k)=−g p e(k)−g; e r (kL
g a e a (k)  ・(61ここで、g、は比
例ゲイン、g、は積分ゲイン、g4は微分ゲインを表す
u(k)=-g p e(k)-g; e r (kL
g a e a (k) · (61 Here, g represents a proportional gain, g represents an integral gain, and g4 represents a differential gain.

■は、u (k)の出力を行う。これは、第1図フィー
ドバック補償器2が操作量u(k)を制御対象3に出力
し、フィードバック制御を行う。
(2) outputs u (k). This is because the feedback compensator 2 in FIG. 1 outputs the manipulated variable u(k) to the controlled object 3 to perform feedback control.

0は、k −に+L L、次のサンプリングについて、
■以陣を繰り返し行う。
0 is +L L for k −, for the next sampling,
■Do Ijin repeatedly.

第3図を用いて第2図フローチャートにおける動作を具
体的に説明する。実線が本発明の変化をを表し、点線が
従来の変化を表す、ここでは、本発明のステップは、従
来に比し1/8のステップに分解能を高(している。
The operation in the flowchart of FIG. 2 will be specifically explained using FIG. The solid line represents the change of the present invention, and the dotted line represents the change of the conventional method.Here, the step of the present invention has a resolution that is 1/8 of that of the conventional method.

第3図(イ)は、関数発生器1が発生する分解能の高い
参照位置rを示す、縦軸は参照位置rを表し、横軸は時
間(サンプリング時間)を表す。
FIG. 3(a) shows a high-resolution reference position r generated by the function generator 1. The vertical axis represents the reference position r, and the horizontal axis represents time (sampling time).

第3図(ロ)は、補正位置y”を示す。ここで、図中に
示す、ONoは第2図■YESかつ■N。
FIG. 3 (b) shows the corrected position y''. Here, the ONo shown in the figure is ``YES'' and ``N'' in FIG. 2.

のときの補正位置y°を表し、ONoは第2図■NOの
ときの補正値1y’ を表し、■YESは第2図■YE
Sかつ■YESのときの補正位置yを表す。
, ONo represents the correction value 1y' in the case of ■NO in Figure 2, and ■YES represents the correction position y° in the case of Figure 2■
S and ■Represents the correction position y when YES.

第3図(ハ)は、位置偏差eを示す。この位置偏差eは
、第3図(イ)参照位置rおよび第3図(ロ)補正位置
y゛を分解能高くしてステップをここでは従来の1/8
にしたので、これに伴ってその大きさも従来の1/8な
いし1/4に小さくなる。
FIG. 3(c) shows the positional deviation e. This positional deviation e is calculated by increasing the resolution of the reference position r in Fig. 3 (a) and the corrected position y' in Fig. 3 (b), and changing the step to 1/8 of the conventional one.
Accordingly, the size is reduced to 1/8 to 1/4 of the conventional size.

第3図(ニ)は、操作量Uを示す。この操作量Uは、第
3図(ハ)位置偏差eの大きさが従来の1/8ないし1
/4に減少したことに伴い、パルス状のノイズが減少し
ている。従って、このパルス状のノイズの減少した操作
量Uを制御対象3に出力してフィードバック制御するこ
とにより、当該制御対象3の微小振動を抑制することが
できる。
FIG. 3(d) shows the manipulated variable U. This operation amount U is such that the magnitude of the positional deviation e is 1/8 to 1 of the conventional value as shown in FIG.
With the reduction to /4, pulse-like noise is reduced. Therefore, by outputting the manipulated variable U with reduced pulse-like noise to the controlled object 3 and performing feedback control, it is possible to suppress minute vibrations of the controlled object 3.

次に、第1図、第4図および第5図を用いて本発明の他
の実施例の構成および動作を詳細に説明する。これは、
制御対象3の位置センサの分解能を変えずに、関数発生
器1の分解能を上げ、位置センサによって検出された制
御対象3の現在位置yが1サンプリング前に入力した位
置と同じときに、制御対象3が関数発生器lの発生した
参照速度Vに制御対象3が追従しているとみなし、フィ
ードバック補償器2が操作量Uを発生し、制御対象3を
サーボ制御するようにしたものである。ここで、第2図
■を第4図[相]に示すように代え、制御対象3が関数
発生器1の発生した参照速度Vに制御対象3が追従して
いるとみなしてlサンプル分を前回の補正位置V’ (
k)に足し込み、新たな補正位置y’ (k)とするよ
うにしている、以下説明する。
Next, the configuration and operation of another embodiment of the present invention will be explained in detail using FIGS. 1, 4, and 5. this is,
The resolution of the function generator 1 is increased without changing the resolution of the position sensor of the controlled object 3, and when the current position y of the controlled object 3 detected by the position sensor is the same as the position input one sampling ago, the controlled object 3 assumes that the controlled object 3 is following the reference speed V generated by the function generator 1, and the feedback compensator 2 generates the manipulated variable U to servo control the controlled object 3. Here, by replacing ■ in Fig. 2 with the phase shown in Fig. 4, and assuming that the controlled object 3 is following the reference speed V generated by the function generator 1, Previous correction position V' (
k) to obtain a new corrected position y' (k), which will be explained below.

第4図において、[相]は、関数発生器1によって参照
速度v (k)、参照位置r (k)を図示式によって
発生する。
In FIG. 4, for [phase], the function generator 1 generates a reference velocity v (k) and a reference position r (k) according to the illustrated formula.

0は、制御対象3の現在位?&y(k)を入力する。Is 0 the current position of controlled object 3? &y(k).

[相]は、0で入力した現在位置y (k)と、前回の
位?&y(k−1)とが等しいか否かを判別する。YE
Sの場合には、[相]で補正位置y”(k)を参照速度
v (k)だけ増加させる。
[Phase] is the current position y (k) input at 0 and the previous position? &y(k-1) are equal. YE
In the case of S, the corrected position y''(k) is increased by the reference speed v(k) in [phase].

[相]は、[相]で補正位置y“(k)を参照速度ν(
k>だけ増加させたものが、位置センサの分解能ステッ
プSを超えるか否かを判別する。YESの場合(超える
場合)には、[相]で補正位置V’ (k)・y(k)
 + 3とし、ステップSを超えないようにして[相]
を行う。
[Phase] is the correction position y"(k) in [Phase] with reference speed ν(
It is determined whether the increase by k> exceeds the resolution step S of the position sensor. If YES (exceeds), correct position V' (k)・y(k) in [phase]
+3 and do not exceed step S [phase]
I do.

一方、Noの場合(超えない場合)には、[相]で代入
した補正位置y″(k)・y’ (k) +v(k)と
し、[相]を行う。
On the other hand, in the case of No (if not exceeded), the correction position y''(k)·y' (k) +v(k) substituted in [phase] is set, and [phase] is performed.

■は、[相]で現在位置y (k)が前回の位置y(k
−1)と等しくな(なったので、補正位置y’(k)=
現在位置y (k)とし、[相]を行う。
■ is [phase] and the current position y (k) is the previous position y (k
-1), so the corrected position y'(k)=
Set the current position to y (k) and perform [phase].

以上の処理によって、現在位置y (k)を下記(1)
ないしく3)のうちのいずれかの補正位置y’(k)に
補正する。
By the above processing, the current position y (k) can be converted to the following (1)
The correction position y'(k) is corrected to one of the correction positions y'(k) and 3).

(1)ONoのときに補正位置y’ (k)・現在位置
y(k)とし、 (210Y E SかつoYESのときに補正位置y 
’ (k)・現在位1fy(k)+sとし、(3ン 0
YESかつ[相]Noのときに補正値My’(k)=補
正位置y’ (k)  十参照速度v (k)とする。
(1) When ONo, set the corrected position y' (k) and current position y(k), and when (210Y E S and oYES, set the corrected position y'
'(k)・Current position 1fy(k)+s, (3n 0
When YES and [phase] No, correction value My'(k)=corrected position y'(k) + reference speed v(k).

そして、[相]ないし@によってこれら(1)、(2)
、(3)のいずれかによって補正した補正位置V’ (
k)をもとに、フィードバック補償器2が操作量Uを発
生し、制御対象3に出力してフィードバック制御を行う
。尚、0ないし@は、第2図■ないし0と同じであるの
で、説明を省略する。
And these (1), (2) by [phase] or @
, (3), the corrected position V' (
k), the feedback compensator 2 generates a manipulated variable U and outputs it to the controlled object 3 to perform feedback control. Note that 0 to @ are the same as ① to 0 in FIG. 2, so their explanation will be omitted.

第5図を用いて第4図フローチャートにおける動作を具
体的に説明する。実線が本発明の変化をを表し、点線が
従来の変化を表す。ここでは、本発明のステップは、従
来に比し1/8のステップに分解能を高くしている。
The operation in the flowchart of FIG. 4 will be specifically explained using FIG. The solid line represents the variation of the present invention, and the dotted line represents the conventional variation. Here, the steps of the present invention have a high resolution of 1/8 steps compared to the conventional method.

第5図(イ)は、関数発生器Iが発生する分解能の高い
参照位置rを示す、M軸は参照位置rを表し、横軸は時
間(サブンブリング時間)を表す。
FIG. 5(A) shows a high-resolution reference position r generated by the function generator I. The M axis represents the reference position r, and the horizontal axis represents time (subumbling time).

第5図(ロ)は、補正位置y”を示す。ここで、図中に
示す、ONOは第4図0YESかつ[相]N。
FIG. 5(B) shows the corrected position y''. Here, ONO shown in the figure is 0YES and [phase] N in FIG.

のときの補正位置y’ (k)=y’ (k) +v(
k)を表し、ONOは第4図ONOのときの補正位置Y
’(k)・y (k)を表し、oYESは第4図0YE
SかつoYESのときの補正位置y”(k)・y(k)
+sを表す。
Corrected position y' (k) = y' (k) +v(
k), ONO is the corrected position Y when ONO is shown in Figure 4.
'(k)・y(k), oYES is 0YE in Figure 4
Correction position y”(k)・y(k) when S and oYES
Represents +s.

第5図(ハ)は、位置偏差eを示す。この位置偏差eは
、第5図(イ)参照位1)rおよび第5図(ロ)補正値
Wy’ を分解能高くしてステップをここでは従来の1
/8にしたので、これに伴ってその大きさも従来の1/
8ないし1/4に小さくなる。
FIG. 5(c) shows the positional deviation e. This positional deviation e is determined by increasing the resolution of the position 1)r (see FIG. 5(a)) and the correction value Wy' (see FIG.
/8, so the size is also 1/8 of the conventional size.
It becomes smaller by 8 to 1/4.

第5図(ニ)は、操作量Uを示す。この操作量Uは、第
5図(ハ)位置偏差eの大きさが従来の1/8ないし1
/4に減少したことに伴い、パルス状のノイズが減少し
ている。従って、このパルス状のノイズの減少した操作
量Uを制御対象3に出力してフィードバック制御するこ
とにより、当該制御対象3の微小振動を抑制することが
できる。
FIG. 5(d) shows the manipulated variable U. This operation amount U is such that the magnitude of the positional deviation e is 1/8 to 1 of the conventional value as shown in Fig. 5 (c).
With the reduction to /4, pulse-like noise is reduced. Therefore, by outputting the manipulated variable U with reduced pulse-like noise to the controlled object 3 and performing feedback control, it is possible to suppress minute vibrations of the controlled object 3.

次に、第1図、第6図および第7図を用いて本発明の他
の実施例の構成および動作を順次詳細に説明する。これ
は、関数発生器1の位置の分解能を位置センサの分解能
よりも高くし、当該位置センサによって1ステツプ移動
したとき、lステップ移動するのに要した時間からその
間の平均速度を求め、次の1ステツプが移動するまでの
間、この平均速度で継続して移動するとみなして推定位
置y、を算出し、この推定位置y、をもとにフィードバ
ック補償器2が操作量Uを発生し、制御対象3をサーボ
制御するようにしたものである。以下説明する。
Next, the configuration and operation of other embodiments of the present invention will be explained in detail using FIGS. 1, 6, and 7. This is done by making the position resolution of the function generator 1 higher than the resolution of the position sensor, and when the position sensor moves one step, the average speed during that time is calculated from the time required to move one step, and the next The estimated position y is calculated by assuming that the object continues to move at this average speed until it moves one step.Based on this estimated position y, the feedback compensator 2 generates the manipulated variable U, and controls the The object 3 is servo controlled. This will be explained below.

第6図(イ)は、実位置と推定位置の関係説明図を示す
。ここで、破線は実際の制御対象3の位置を表し、実線
は本発明で推定した推定位置yPを表し、点線は位置セ
ンサで検出した位置を表す。
FIG. 6(A) shows an explanatory diagram of the relationship between the actual position and the estimated position. Here, the broken line represents the actual position of the controlled object 3, the solid line represents the estimated position yP estimated by the present invention, and the dotted line represents the position detected by the position sensor.

第6図(ロ)は、位置を推定する場合の説明図を示す、
これは、第6図(イ)の一部を拡大したものである。以
下説明する。
FIG. 6 (b) shows an explanatory diagram when estimating the position.
This is an enlarged view of a part of FIG. 6(a). This will be explained below.

時刻tJ−Iのとき、位置センサによって検出した位置
が(yr  s)で(点A)、時刻1jのとき、1ステ
ツプS移動して、位置がyrになり(点B)、推定した
位置がy、である(点B’)とする。時刻t、以降は、
時刻tj−1からtJまでの速度がそのまま続くとみな
すと、次の1ステツプSで移動する時刻はtj   ’
 j−1時間後の21、−1J−、の時刻であり、直線
ABを延長してy=yr+Sと交わる点C゛に達する。
At time tJ-I, the position detected by the position sensor is (yr s) (point A), and at time 1j, the position is moved by 1 step S and the position becomes yr (point B), and the estimated position is y (point B'). At time t, from then on,
Assuming that the speed from time tj-1 to tJ continues as it is, the time at which the next step S moves is tj'
It is time 21, -1J-, after j-1 hours, and the straight line AB is extended to reach a point C' where it intersects with y=yr+S.

時刻tJにおける推定位置はyI、であり、実際の位置
yrとずれているので、推定を修正するために、時刻2
tJ−tJ−、のときの位置がYr”Sとなるように、
直線B’  C’が推定する位置の軌跡となる。
The estimated position at time tJ is yI, which deviates from the actual position yr, so in order to correct the estimation, time 2
So that the position when tJ-tJ- is Yr''S,
Straight line B'C' becomes the locus of the estimated position.

尚・実際は、t、以降、速度が変わるために、時刻2t
、−tj−1でなく、時刻t1゜1で、1ステツプSだ
け移動する(点C)。この時点での推定位置はyp’ 
”である(点C°゛)。以下同様に、推定を修正しなが
ら、推定位置を求める。
In fact, since the speed changes after t, the time 2t
, -tj-1, but moves by one step S at time t1°1 (point C). The estimated position at this point is yp'
” (point C°゛). Similarly, the estimated position is determined while correcting the estimation.

第7図を用いて第6図推定位置を用いた場合のサーボ制
御の動作を詳細に説明する。
The servo control operation when the estimated position shown in FIG. 6 is used will be explained in detail using FIG. 7.

第7図において、Oは、現在の参照速度ν(k)、参照
位置r (k)を求める。
In FIG. 7, O determines the current reference speed ν(k) and reference position r(k).

@は、推定位置y p (k−1)に現在の推定速度ν
2を加算して推定位置V P (k)を求める。
@ is the current estimated speed ν at the estimated position y p (k-1)
2 is added to obtain the estimated position V P (k).

@ないし@は、推定位置y p (k)を用い、操作量
u(k)を求める。
@ to @ calculate the manipulated variable u(k) using the estimated position y p (k).

@は、現在位置y (k)を入力する。@ inputs the current position y (k).

@は、現在位置y(k)が前のステップのy(k−1)
と等しいか否かを判別する。YESの場合(等しい場合
)には、推定速度ν2を修正することなく、■でkをイ
ンクレメントし、■以降を繰り返し行う。一方、Noの
場合(等しくない場合)には、[相]で時刻をインクレ
メントおよびその時刻tよ=kを登録し、[相]で前回
位置が変わった時刻t、から今回位置が変わった時刻t
Jまでの時間t、−1,−、の間に、移動量Sと今回の
推定誤差yy、の和の分だけ移動するような推定速度V
、を図示式によって求める。この求めた推定速度V。
@ means that the current position y(k) is the previous step y(k-1)
Determine whether it is equal to or not. If YES (if they are equal), k is incremented at ■ without modifying the estimated speed ν2, and steps after ■ are repeated. On the other hand, if No (if they are not equal), increment the time and register that time t = k in [Phase], and change the current position from the time t when the position changed last time in [Phase]. Time t
Estimated speed V that moves by the sum of movement amount S and current estimation error yy during time t, -1, - until J.
, is determined by a diagrammatic formula. This estimated speed V.

を、次回以降、位置が変わるまで継続して使用する(0
で使用する)。
From next time onwards, continue to use until the position changes (0
).

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によれば、位置センサの分
解能を変えることなく、間数発生器1の分解能を上げる
と共に位置センサからの現在位置yを補正したり、位置
センサの最小分解能分移動に要した時間から平均速度を
求めて推定位置y。
As explained above, according to the present invention, the resolution of the interval generator 1 can be increased without changing the resolution of the position sensor, the current position y from the position sensor can be corrected, and the current position y can be moved by the minimum resolution of the position sensor. Find the average speed from the time required for the estimated position y.

を求めたりし、位置センサのみかけ上の分解能を上げる
構成を採用しているため、操作1uのノイズを減少して
制御対象3の微小振動を抑制することができる。
Since the configuration is adopted to increase the apparent resolution of the position sensor, it is possible to reduce the noise of the operation 1u and suppress minute vibrations of the controlled object 3.

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

第1図は本発明の原理ブロック図、第2図は本発明の動
作フローチャート、第3図は本発明のタイムチャート、
第4図は本発明の他の実施例構成の動作フローチャート
、第5図は本発明の他のタイムチャート、第6図は本発
明の他の実施例構成説明図、第7図は本発明の他の実施
例構成の動作フローチャート、第8図は従来技術の説明
図を示す。 図中、1は関数発生器、1−1は補正器、2はフィード
バック補償器、3は制御対象を表す。 第 j 区 本免萌のイセの突フ壱例積への動4乍7U−ナヤー1第
 4 図 1)のイセのタイムナヤート 第5図 水率8月の偉の実例Iケj構履複」月同第 6 図 木骨8月の位の大庭ダj構仄の動4乍7B−す↑−ト光 図 (ニ) 従米該]訂の翫朗図 第 B 図
FIG. 1 is a principle block diagram of the present invention, FIG. 2 is an operation flowchart of the present invention, and FIG. 3 is a time chart of the present invention.
FIG. 4 is an operation flowchart of another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a time chart of another embodiment of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram of another embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a diagram of another embodiment of the present invention. FIG. 8 is an operational flowchart of another embodiment configuration and is an explanatory diagram of the prior art. In the figure, 1 represents a function generator, 1-1 a corrector, 2 a feedback compensator, and 3 a controlled object. Section J: Movement to the Ise's Tufts of Ise of Honmenmoe 4-7 U-Naya 1 No. 4 Fig. 1) Ise's Time Nayat Fig. 5 Water Rate August's Great Example Ikej Structure 6th figure of the same month, wooden frame of August, Oba daj structure movement 4-7B-su↑-to-light map (d), edited by J. U.S., Kanro map No. B

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)制御対象をサーボ制御するサーボ制御装置におい
て、 指令された目標位置および目標速度をもとに位置センサ
よりも分解能の高い参照位置rを発生する関数発生器(
1)と、 この関数発生器(1)によって発生した分解能の高い参
照位置rと制御対象(3)の位置との差である位置偏差
eが零になるように操作量uを発生するフィードバック
補償器(2)とを備え、 上記関数発生器(1)の位置の分解能を位置センサの分
解能よりも高くし、制御対象(3)の現在位置yが1サ
ンプリング前に入力した位置と同じときに、制御対象(
3)の位置が上記関数発生器(1)の発生した参照位置
rに追従しているとみなして当該参照位置rをもとに上
記フィードバック補償器(2)が操作量uを発生し、制
御対象(3)をサーボ制御するように構成したことを特
徴とするサーボ制御装置。
(1) In a servo control device that servo-controls a controlled object, a function generator (
1), and feedback compensation that generates the manipulated variable u so that the position deviation e, which is the difference between the high-resolution reference position r generated by the function generator (1) and the position of the controlled object (3), becomes zero. The function generator (1) has a position resolution higher than that of the position sensor, and when the current position y of the controlled object (3) is the same as the position input one sampling ago, , the controlled object (
It is assumed that the position of 3) follows the reference position r generated by the function generator (1), and the feedback compensator (2) generates the manipulated variable u based on the reference position r, and performs control. A servo control device configured to servo control an object (3).
(2)制御対象をサーボ制御するサーボ制御装置におい
て、 指令された目標位置および目標速度をもとに位置センサ
よりも分解能の高い参照位置rおよび参照速度vを発生
する関数発生器(1)と、 この関数発生器(1)によって発生した分解能の高い参
照位置にと制御対象(3)の位置との差である位置偏差
eが零になるように操作量uを発生するフィードバック
補償器(2)とを備え、 上記関数発生器(1)の位置の分解能を位置センサの分
解能よりも高くし、制御対象(3)の現在位置yが1サ
ンプリング前に入力した位置と同じときに、制御対象(
3)が上記関数発生器(1)の発生した参照速度vに追
従しているとみなして当該参照速度vを足し込んで求め
た位置をもとに上記フィードバック補償器(2)が操作
量uを発生し、制御対象(3)をサーボ制御するように
構成したことを特徴とするサーボ制御装置。
(2) In a servo control device that servo-controls a controlled object, a function generator (1) that generates a reference position r and a reference speed v with higher resolution than a position sensor based on a commanded target position and target speed; , a feedback compensator (2) that generates a manipulated variable u so that the position deviation e, which is the difference between the high-resolution reference position generated by the function generator (1) and the position of the controlled object (3), becomes zero. ), the position resolution of the function generator (1) is higher than the resolution of the position sensor, and when the current position y of the controlled object (3) is the same as the position input one sampling ago, the controlled object (
3) is assumed to follow the reference speed v generated by the function generator (1), and the feedback compensator (2) calculates the manipulated variable u based on the position obtained by adding the reference speed v. What is claimed is: 1. A servo control device, characterized in that it is configured to generate and servo control a controlled object (3).
(3)制御対象をサーボ制御するサーボ制御装置におい
て、 指令された目標位置および目標速度をもとに位置センサ
よりも分解能の高い参照位置rを発生する関数発生器(
1)と、 この関数発生器(1)によって発生した分解能の高い参
照位置rと制御対象(3)の位置との差である位置偏差
eが零になるように操作量uを発生するフィードバック
補償器(2)とを備え、 上記関数発生器(1)の位置の分解能を位置センサの分
解能よりも高くし、この位置センサによって最小分解能
分だけ移動したことを検出したときの時間から平均速度
を求め、次の最小分解能分移動するまでの間、継続する
とみなして求めた推定位置y_Pをもとに、上記フィー
ドバック補償器(2)が操作量uを発生し、制御対象(
3)をサーボ制御するように構成したことを特徴とする
サーボ制御装置。
(3) In a servo control device that servo-controls a controlled object, a function generator (
1), and feedback compensation that generates the manipulated variable u so that the position deviation e, which is the difference between the high-resolution reference position r generated by the function generator (1) and the position of the controlled object (3), becomes zero. (2), the position resolution of the function generator (1) is higher than the resolution of the position sensor, and the average speed is calculated from the time when the position sensor detects movement by the minimum resolution. Based on the estimated position y_P, which is assumed to continue until the next minimum resolution movement, the feedback compensator (2) generates the manipulated variable u, and the controlled object (
3) A servo control device configured to perform servo control.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102467131A (en) * 2010-11-12 2012-05-23 三菱电机株式会社 Servo controller

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