JPH04264605A - モ―タの制御システム - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はロボットや工作機械等に
用いられるモ―タをフィ―ドバック制御するシステムの
改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】モ―タをフィ―ドバック制御するシステ
ムでは、モ―タにかかる負荷のイナ―シャが原因となっ
て、指令位置に対してモ―タの実位置は遅れて追従する
ことになる。すなわち、サ―ボ系の遅れが発生する。サ
―ボ系の遅れにより、例えば、モ―タにより位置決めさ
れたタ―ンテ―ブル上の部品に対して、駆動源が別にな
った加工部により加工を行なう工作機械では、部品の位
置決め時点と工作開始時点が同期しなくなり、部品が位
置決めされる前に工作を開始してしまうということがあ
る。

【０００３】また、モ―タはその用途によってかかる負
荷が異なるため、制御に用いる指令値パタ―ンも様々な
ものが必要になる。従来は、様々な指令値パタ―ンに対
応してサ―ボ系の遅れを補償するための有効な対策は、
未だ講じられていなかった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような点
に鑑みてなされたものであり、モ―タの位置偏差から求
め補正量で指令値パタ―ンを修正してサ―ボ系の遅れを
補償するとともに、同一の指令パタ―ンを使う毎に補正
量を更新していくことにより、サ―ボ系の遅れを漸次に
零に近付けていくことができるモ―タの制御システムを
実現することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、位置フィ―ド
バック制御ル―プと速度フィ―ドバック制御ル―プを直
列接続し、位置制御部には速度の指令値パタ―ンから求
めた位置指令値を一定周期毎に与え、速度制御部は位置
制御部からの制御信号を速度指令値として生成した制御
信号をモ―タに与えるモ―タの制御システムにおいて、
前記指令値パタ―ンが登録される指令値パタ―ン用メモ
リと、モ―タの指令位置と実位置の偏差から速度指令値
の補正量を求める補正量算出手段と、速度指令値を前記
補正量算出手段で補正し、実速度のパタ―ンがサ―ボ系
の遅れにより修正前の指令値パタ―ンになるように指令
値パタ―ンを修正する指令値補正手段と、使用している
指令値パタ―ンが、既に使ったことがあるパタ―ンであ
るか未だ使ったことがないパタ―ンであるかを判別する
判別手段と、この判別結果が未だ使ったことがないパタ
―ンである場合は、このパタ―ンを前記指令値パタ―ン
用メモリに新規に登録するとともに、前記補正量算出手
段で求めた補正量を補正量用メモリへ格納し、既に使っ
たことがあるパタ―ンである場合は、前回にこのパタ―
ンを使ったときに求めた補正量をもとに今回の補正量を
求め、前記補正量用メモリの内容を今回の補正量の値に
更新する登録手段と、を具備したことを特徴とするモ―
タの制御システムである。

【０００６】

【作用】このような本発明では、モ―タの指令位置と実
位置の偏差から速度指令値の補正量を求め、求めた補正
量で速度指令値を補正する。この補正は、実速度のパタ
―ンがサ―ボ系の遅れにより修正前の指令値パタ―ンに
なるように指令値パタ―ンを修正するものである。これ
によって、サ―ボ系の遅れを補償する。また、指令値パ
タ―ンが既に使ったことがあるパタ―ンである場合は、
前回にこのパタ―ンを使ったときに求めた補正量をもと
に今回の補正量を求め、補正量の値を今回求めた補正量
の値に更新しておく。また、指令値パタ―ンが未だ使っ
たことがないパタ―ンである場合は、このパタ―ンをメ
モリに新規に登録する。これによって、サ―ボ系の遅れ
を漸次に零に近付けていく。

【０００７】

【実施例】以下、図面を用いて本発明を説明する。図１
は本発明の一実施例の要部構成を示した図である。図に
おいて、１はモ―タ、２はモ―タ１の回転角に比例した
パルス数の位置検出信号を出力するエンコ―ダ、３は位
置指令値とエンコ―ダ２の位置検出信号の値との偏差を
とる減算器、４はこの偏差をもとにモ―タの回転位置を
フィ―ドバック制御する制御信号を出力する位置制御部
である。位置指令値は、速度指令値の経時的変化を表わ
した指令値パタ―ンの面積をもとに一定周期毎に与えら
れる。　　５は位置制御部４の制御出力をデジタル・ア
ナログ変換するＤ／Ａ変換器、６はエンコ―ダの出力パ
ルスの周波数に比例した電圧になった速度検出信号を出
力するＦ／Ｖ変換器、７はＤ／Ａ変換器５の出力値とＦ
／Ｖ変換器６の出力値の偏差をとる減算器、８は減算器
７でとった偏差をもとにモ―タの回転速度をフィ―ドバ
ック制御するための制御信号を出力する速度制御部、９
は速度制御部８からの制御出力をもとにモ―タ１を駆動
するドライバである。１０は位置指令値をもとに使用し
ている指令値パタ―ンが新規なパタ―ンであるか以前に
使ったことがあるパタ―ンであるかを判別する判別手段
である。１１は登録手段であり、判別手段１０の判別結
果により新規なパタ―ンを使っているときは、指令値パ
タ―ン用メモリ１２に新規な指令値パタ―ンを登録する
とともに、減算器３でとった偏差から補正量算出手段１
３で求めた補正量を補正量用メモリ１４に格納する。１
５は補正量用メモリ１４から読み出した補正量を加算器
１６により速度指令値に加算して速度指令値を補正する
指令値補正手段である。

【０００８】図２は本発明にかかるモ―タの制御システ
ムの全体構成図である。図２において図１と同一のもの
は同一符号を付ける。図２において、２０はドライバ部
であり、図１の構成要素６〜９からなる部分である。２
１はエンコ―ダ２の出力パルスのパルス数をカウントし
てモ―タの回転角を検知するカウンタ、２１は使用する
指令値パタ―ンの設定とシステムの起動を行なう入力装
置、２２は指令値パタ―ンについて求めた補正量や、制
御のための演算処理に必要な変数を格納したＲＡＭであ
る。指令値パタ―ン用メモリ１２と補正量用メモリ１３
もＲＡＭ２２の一部になっている。なお、これらの格納
情報が電源再投入時にも使用するものであれば、ＲＡＭ
の代りに不揮発性メモリを使ってもよい。２３はシステ
ム全体の制御を行なうとともに、図１の位置制御部４，
判別手段１０，登録手段１１，指令値補正手段１４，指
令値補正手段１５を構成するＣＰＵである。２４はＣＰ
Ｕ２３の処理プログラムが格納されたＲＯＭである。

【０００９】このように構成したシステムの動作を説明
する。制御対象の制御定数の変動や外乱の少ないシステ
ムでは、同一の指令値パタ―ンを使って指令値を与えれ
ば、モ―タはほぼ同様な挙動を示す。すなわち一定周期
毎に与える位置指令値に対して生じる偏差の経時的変化
はほぼ同様になる。使用する指令値パタ―ンの移動量，
定速時速度，加減速時間等をチェックすることにより、
今までに使ったことのない指令値パタ―ンであるか、既
に使ったことのある指令値パタ―ンであるかを判別でき
る。使ったことのない指令値パタ―ンである場合は、新
しい指令値パタ―ンとして指令値パタ―ン用メモリに登
録する。このとき、位置指令値を一定周期で与える毎に
、指令位置と実位置の偏差をもとに補正量を求め、この
補正量を補正量用メモリに格納しておく。求めた補正量
は、この指令値パタ―ンが次に使われるときに、速度指
令値の補正量として用いられ、さらに、その補正量用メ
モリに格納された値は、発生した位置偏差をもとに更新
される。

【００１０】次に、速度指令値の補正は次のとおりにし
て行なわれる。図３はモ―タの回転速度の経時的変化を
示した図である。図３に示すように、サ―ボ系の遅れに
より、速度の指令値パタ―ンに対してモ―タの実回転速
度は遅れて追従する。このような遅れにより、指令値パ
タ―ンをもとに求められる位置指令値とモ―タの実位置
の偏差Ｐｅ　は図３の破線のとおりに変化する。ここで
、指令値補正手段は、次式の演算により速度指令値を補
正する。

【数１】 Ｖｃ　：速度指令値，ａ：補正ゲイン Ｖｃ　′：位置制御部から出力された速度指令値この式
は、図に示す指令値パタ―ンを使った回数がｋ回目で、
この指令パタ―ン中のｉ番目における位置制御処理の周
期で与えられる速度指令値を与えるものである。 この式では、右辺第２項の｛　　｝内は前回に同一の指
令値パタ―ンを使ったときの位置偏差の差分で、位置の
ディメンションであるが、位置制御処理の周期は一定値
で、補正ゲインａに１／（位置制御処理の周期）となっ
た定数が含まれているため、右辺第２項全体で速度のデ
ィメンションになる。補正ゲインａはフィルタ等の周波
数特性をもったものを含んだゲインである。位置偏差Ｐ
ｅ　は、速度偏差

【数２】 ＰＣＭＤ　：速度指令値，ＰＦＢ：実速度を積分するこ
とによって求められる。 （１）式に示す補正は、位置指令値が一定周期で与えら
れる毎に、すなわち位置制御処理の周期毎に行なわれる
。また、補正量用メモリの内容は、従来の値に今回の指
令値パタ―ンの使用において求めた補正量を加算した値
に書き替える。このように、位置偏差Ｐｅ　から求めた
補正量を指令値パタ―ンに加えることにより、指令値パ
タ―ンは図３の一点鎖線に示すとおりに補正される。補
正された指令値パタ―ンを使うとサ―ボ系の遅れにより
実速度はもとの指令値パタ―ンのとおりになる。

【００１１】

【効果】本発明では、位置偏差を一定周期ごとに求め、
求めた位置偏差から算出した補正量で速度指令値を補正
し、速度指令値パタ―ンをサ―ボ系の遅れを補償した形
に修正している。また、前回に同一の指令値パタ―ンを
使ったときに求めた補正量をもとに今回新たに補正量を
求め、補正量用メモリの内容をこの補正量に更新してい
る。これらのことから、本発明によれば、学習効果を利
用してサ―ボ系の遅れを漸次に零に近付けていくことが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の要部構成図である。

【図２】本発明の一実施例の全体構成図である。

【図３】本発明の動作説明図である。

【符号の説明】

１　　モ―タ ２　　エンコ―ダ ３，７　　減算器 ４　　位置制御部 ６　　Ｆ／Ｖ変換器 ８　　速度制御部 ９　　ドライバ １０　　判別手段 １１　　登録手段 １２　　指令値パタ―ン用メモリ １３　　補正量算出手段 １４　　補正量用メモリ １５　　指令値補正手段 １６　　加算器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　位置フィ―ドバック制御ル―プと速度
   フィ―ドバック制御ル―プを直列接続し、位置制御部に
   は速度の指令値パタ―ンから求めた位置指令値を一定周
   期毎に与え、速度制御部は位置制御部からの制御信号を
   速度指令値として生成した制御信号をモ―タに与えるモ
   ―タの制御システムにおいて、前記指令値パタ―ンが登
   録される指令値パタ―ン用メモリと、モ―タの指令位置
   と実位置の偏差から速度指令値の補正量を求める補正量
   算出手段と、速度指令値を前記補正量算出手段で補正し
   、実速度のパタ―ンがサ―ボ系の遅れにより修正前の指
   令値パタ―ンになるように指令値パタ―ンを修正する指
   令値補正手段と、使用している指令値パタ―ンが、既に
   使ったことがあるパタ―ンであるか未だ使ったことがな
   いパタ―ンであるかを判別する判別手段と、この判別結
   果が未だ使ったことがないパタ―ンである場合は、この
   パタ―ンを前記指令値パタ―ン用メモリに新規に登録す
   るとともに、前記補正量算出手段で求めた補正量を補正
   量用メモリへ格納し、既に使ったことがあるパタ―ンで
   ある場合は、前回にこのパタ―ンを使ったときに求めた
   補正量をもとに今回の補正量を求め、前記補正量用メモ
   リの内容を今回の補正量の値に更新する登録手段と、を
   具備したことを特徴とするモ―タの制御システム。