JPH04353902A - サーボ制御装置 - Google Patents
サーボ制御装置Info
- Publication number
- JPH04353902A JPH04353902A JP15563591A JP15563591A JPH04353902A JP H04353902 A JPH04353902 A JP H04353902A JP 15563591 A JP15563591 A JP 15563591A JP 15563591 A JP15563591 A JP 15563591A JP H04353902 A JPH04353902 A JP H04353902A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- control system
- speed
- feed forward
- speed control
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【技術分野】本発明はサーボ制御装置に関し、特にサー
ボモータを用いた数値制御装置やロボットコントローラ
等の位置制御に使用されるサーボモータの制御方式に関
するものである。
ボモータを用いた数値制御装置やロボットコントローラ
等の位置制御に使用されるサーボモータの制御方式に関
するものである。
【０００２】
【従来技術】従来のこの種のサーボモータ制御方式の機
能ブロックを図２及び図３に示す。両図においては、サ
ーボモータ制御装置から速度制御部を抜出して示したも
のであり、１は積分器であってＫｉ は積分ゲインを示
す。２は比例要素であってＫｐはそのゲインである。
能ブロックを図２及び図３に示す。両図においては、サ
ーボモータ制御装置から速度制御部を抜出して示したも
のであり、１は積分器であってＫｉ は積分ゲインを示
す。２は比例要素であってＫｐはそのゲインである。
【０００３】３はサーボモータであり、ＪＭ はモータ
の慣性モーメントを示している。尚、このサーボモータ
３には速度検出器を含んでいるが、図示していない。こ
のサーボモータ３の回転により、検出速度成分ωｆ が
フィードバックされて速度制御系を構成している。
の慣性モーメントを示している。尚、このサーボモータ
３には速度検出器を含んでいるが、図示していない。こ
のサーボモータ３の回転により、検出速度成分ωｆ が
フィードバックされて速度制御系を構成している。
【０００４】ωｃは速度指令成分、ωｆ は速度フィー
ドバック成分、ｓはラプラス演算子である。
ドバック成分、ｓはラプラス演算子である。
【０００５】図２のブロックを伝達関数Ｈ２ （ｓ）で
表すと、 Ｈ２ （ｓ）＝（Ｋｐ ・ｓ／ＪＭ ＋Ｋ
ｉ ／ＪＭ ）／
（ｓ２ ＋Ｋｐ ・ｓ／ＪＭ ＋Ｋｉ ／ＪＭ ）…
…（１）となる。この式はＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ
ａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ ）制御の構造となっている。
表すと、 Ｈ２ （ｓ）＝（Ｋｐ ・ｓ／ＪＭ ＋Ｋ
ｉ ／ＪＭ ）／
（ｓ２ ＋Ｋｐ ・ｓ／ＪＭ ＋Ｋｉ ／ＪＭ ）…
…（１）となる。この式はＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎ
ａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ ）制御の構造となっている。
【０００６】図３のブロックを伝達関数Ｈ３ （ｓ）で
表すと、 Ｈ３（ｓ）＝（Ｋｉ ／ＪＭ ）／（ｓ２ ＋Ｋｐ ・
ｓ／ＪＭ ＋Ｋｉ ／ＪＭ ）……（２）となり、この
式はＩＰ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａ
ｌ ）制御の構造となる。
表すと、 Ｈ３（ｓ）＝（Ｋｉ ／ＪＭ ）／（ｓ２ ＋Ｋｐ ・
ｓ／ＪＭ ＋Ｋｉ ／ＪＭ ）……（２）となり、この
式はＩＰ（Ｉｎｔｅｇｒａｌ Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａ
ｌ ）制御の構造となる。
【０００７】ＰＩ制御とＩＰ制御との相違について以下
説明する。速度制御系にＰＩ制御を適用すると、（１）
式に示すように零点が存在するため、即応性に優れたサ
ーボ制御となる。反面、安定性に欠ける面がある。この
ため、機械剛性の高い工作機械や、高速性が要求される
ロボットの位置制御に適用される。
説明する。速度制御系にＰＩ制御を適用すると、（１）
式に示すように零点が存在するため、即応性に優れたサ
ーボ制御となる。反面、安定性に欠ける面がある。この
ため、機械剛性の高い工作機械や、高速性が要求される
ロボットの位置制御に適用される。
【０００８】一方、速度制御系にＩＰ制御を適用すると
、（２）式に示すように零点が存在しないので、即応制
は劣るものの、零点に起因する不安定要素がないために
、安定性に優れた位置制御が実現可能となる。そのため
に、このＩＰ制御は剛性の低い工作機械等に適用される
。
、（２）式に示すように零点が存在しないので、即応制
は劣るものの、零点に起因する不安定要素がないために
、安定性に優れた位置制御が実現可能となる。そのため
に、このＩＰ制御は剛性の低い工作機械等に適用される
。
【０００９】かかる従来のサーボモータ制御方式は、速
度制御系を、ＰＩ制御とするかＩＰ制御とするかにより
その制御構造が図２，３に示す如く異なる。よって、予
めどちらの制御とするかを決定しておいて設計を進める
必要がある。そのために、制御構造を変更する必要性が
生じたとき、大幅な設計変更を行わなければならないと
いう欠点がある。
度制御系を、ＰＩ制御とするかＩＰ制御とするかにより
その制御構造が図２，３に示す如く異なる。よって、予
めどちらの制御とするかを決定しておいて設計を進める
必要がある。そのために、制御構造を変更する必要性が
生じたとき、大幅な設計変更を行わなければならないと
いう欠点がある。
【００１０】
【発明の目的】本発明の目的は、大幅な設計変更を必要
とせずに簡単にＰＩ制御とＩＰ制御とを切換えることが
できるサーボ制御装置を提供することである。
とせずに簡単にＰＩ制御とＩＰ制御とを切換えることが
できるサーボ制御装置を提供することである。
【００１１】
【発明の構成】本発明によるサーボ制御装置は、速度制
御系にフィードフォワード補償器を付加し、このフィー
ドフォワード補償器のゲインを変更することにより、Ｐ
Ｉ制御とＩＰ制御との切換えを可能とした構成となって
いる。
御系にフィードフォワード補償器を付加し、このフィー
ドフォワード補償器のゲインを変更することにより、Ｐ
Ｉ制御とＩＰ制御との切換えを可能とした構成となって
いる。
【００１２】
【実施例】以下、図面を参照しつつ本発明の実施例につ
いて詳細に説明する。
いて詳細に説明する。
【００１３】図１は本発明の実施例のブロック図であり
、図２，３と同等部分は同一符号にて示している。図２
のＰＩ制御装置に対して、フィードフォワード補償器４
が付加された構成となっている。
、図２，３と同等部分は同一符号にて示している。図２
のＰＩ制御装置に対して、フィードフォワード補償器４
が付加された構成となっている。
【００１４】すなわち、速度指令成分ωｃから速度制御
系（積分器１及び比例要素２）をバイパスするように、
フィードフォワード補償器４が設けられており、速度制
御系の出力に対してフィードフォワード補償器４の出力
を減算するように付加されている。
系（積分器１及び比例要素２）をバイパスするように、
フィードフォワード補償器４が設けられており、速度制
御系の出力に対してフィードフォワード補償器４の出力
を減算するように付加されている。
【００１５】Ｋは定数を示しており、フィードフォワー
ド系のゲインを示している。このＫの値は変更自在であ
り、ソフトウェア等の手段により変更される。
ド系のゲインを示している。このＫの値は変更自在であ
り、ソフトウェア等の手段により変更される。
【００１６】かかる構成において、Ｋ＝０とおくと、図
１のブロックは図２と同一となり、よってＰＩ制御系と
して動作することになる。
１のブロックは図２と同一となり、よってＰＩ制御系と
して動作することになる。
【００１７】一方、Ｋ＝Ｋｐ （≠０）とおくと、図１
のブロックは図４の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の
順に線形等価変形され、結果的に図３と同一となり、よ
ってＩＰ制御系として動作することになる。
のブロックは図４の（ａ）→（ｂ）→（ｃ）→（ｄ）の
順に線形等価変形され、結果的に図３と同一となり、よ
ってＩＰ制御系として動作することになる。
【００１８】以下、図４の線形等価変形過程について詳
細に説明する。先ず、図４（ａ）は図１におけるフィー
ドフォワード補償器４の定数ＫをＫｐ とおいたときの
ブロック図である。
細に説明する。先ず、図４（ａ）は図１におけるフィー
ドフォワード補償器４の定数ＫをＫｐ とおいたときの
ブロック図である。
【００１９】次に、図４（ａ）から（ｂ）への変換過程
を説明する。（ａ）でのｖの値は、 ｖ＝ωｃ Ｋｐ ……（３）となり、
一方、（ｂ）でのｖの値は、 ｖ＝ｕＫｐ ＋ωｆ Ｋｐ ……（４）となる。
を説明する。（ａ）でのｖの値は、 ｖ＝ωｃ Ｋｐ ……（３）となり、
一方、（ｂ）でのｖの値は、 ｖ＝ｕＫｐ ＋ωｆ Ｋｐ ……（４）となる。
【００２０】ここで、
ｕ＝ωｃ −ωｆ ……（５）であるので
、（４）式は、 ｖ＝（ωｃ −ωｆ ）Ｋｐ
＋ωｆ Ｋｐ ＝ωｃ Ｋｐ ……（６）となって、
（３）式と一致することになり、（ａ）から（ｂ）へ変
換されたことになる。
、（４）式は、 ｖ＝（ωｃ −ωｆ ）Ｋｐ
＋ωｆ Ｋｐ ＝ωｃ Ｋｐ ……（６）となって、
（３）式と一致することになり、（ａ）から（ｂ）へ変
換されたことになる。
【００２１】次に、（ｂ）から（ｃ）への変換過程を示
す。（ｃ）において、 ｗ＝ｕＫｐ ＝（ωｃ −ωｆ ）Ｋｐ
……（７）ｘ＝ωｆ Ｋｐ
……（８）となる。よって、 ｗ＋ｘ＝（ωｃ −ωｆ ）Ｋｐ ＋ωｆ Ｋｐ
＝ωｃ Ｋｐ ……（９）となって、（９）式は（３）
式と一致することになり、（ｂ）から（ｃ）へ変換れさ
たことになる。
す。（ｃ）において、 ｗ＝ｕＫｐ ＝（ωｃ −ωｆ ）Ｋｐ
……（７）ｘ＝ωｆ Ｋｐ
……（８）となる。よって、 ｗ＋ｘ＝（ωｃ −ωｆ ）Ｋｐ ＋ωｆ Ｋｐ
＝ωｃ Ｋｐ ……（９）となって、（９）式は（３）
式と一致することになり、（ｂ）から（ｃ）へ変換れさ
たことになる。
【００２２】次に、（ｃ）から（ｄ）への変換を考える
。（ｃ）において、比例要素２とフィードフォワード補
償器４との両定数は同一であり、かつ同一入力点から同
一出力点へ並行して配置されている。更に、出力符号が
相違するので、両出力は相殺され、結局（ｄ）のブロッ
クとなり、図４（ａ）と図３とは同一となってＩＰ制御
系となるのである。
。（ｃ）において、比例要素２とフィードフォワード補
償器４との両定数は同一であり、かつ同一入力点から同
一出力点へ並行して配置されている。更に、出力符号が
相違するので、両出力は相殺され、結局（ｄ）のブロッ
クとなり、図４（ａ）と図３とは同一となってＩＰ制御
系となるのである。
【００２３】
【発明の効果】以上の如く、本発明によれば、速度制御
系にフィードフォワード補償器を付加して、その定数で
あるゲインを変更するだけで、ＰＩ制御とＩＰ制御とが
切換えられるという効果がある。
系にフィードフォワード補償器を付加して、その定数で
あるゲインを変更するだけで、ＰＩ制御とＩＰ制御とが
切換えられるという効果がある。
【００２４】また、この定数に中間の値を設定すれば、
両制御方式の中間の性質を有する速度制御系が構成でき
るという効果もある。
両制御方式の中間の性質を有する速度制御系が構成でき
るという効果もある。
【図１】本発明の実施例のブロック図である。
【図２】ＰＩ制御機能を有する速度制御系のブロック図
である。
である。
【図３】ＩＰ制御機能を有する速度制御系のブロック図
である。
である。
【図４】本発明の実施例ブロックの等価変換過程を示す
図である。
図である。
１ 積分器
２，５ 比例要素
３ サーボモータ
４ フィードフォワード補償器
Claims (2)
- 【請求項１】 ＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｉ
ｎｔｅｇｒａｌ ）制御機能を有する速度制御部を含む
サーボ制御装置であって、前記速度制御部にフィードフ
ォワード補償器を有することを特徴とするサーボ制御装
置。 - 【請求項２】 前記フィードフォワード補償器のゲイ
ンを変更自在としてなることを特徴とする請求項１のサ
ーボ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15563591A JPH04353902A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15563591A JPH04353902A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | サーボ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04353902A true JPH04353902A (ja) | 1992-12-08 |
Family
ID=15610290
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15563591A Pending JPH04353902A (ja) | 1991-05-30 | 1991-05-30 | サーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04353902A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013085377A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | 同期機制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63165903A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Toshiba Corp | 適応制御装置 |
-
1991
- 1991-05-30 JP JP15563591A patent/JPH04353902A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63165903A (ja) * | 1986-12-27 | 1988-07-09 | Toshiba Corp | 適応制御装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013085377A (ja) * | 2011-10-11 | 2013-05-09 | Mitsubishi Electric Corp | 同期機制御装置 |
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