JPH04364387A - サーボ制御装置 - Google Patents

サーボ制御装置

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JPH04364387A
JPH04364387A JP3138812A JP13881291A JPH04364387A JP H04364387 A JPH04364387 A JP H04364387A JP 3138812 A JP3138812 A JP 3138812A JP 13881291 A JP13881291 A JP 13881291A JP H04364387 A JPH04364387 A JP H04364387A
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JP
Japan
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torque command
load
servo motor
friction
servo
Prior art date
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Pending
Application number
JP3138812A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Sato
博司 佐藤
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP3138812A priority Critical patent/JPH04364387A/ja
Publication of JPH04364387A publication Critical patent/JPH04364387A/ja
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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】本発明はサーボ制御装置に関する
【0002】
【従来の技術】サーボ制御により負荷を移動させる場合
があり、この場合には負荷の摩擦の影響を受けるのでそ
の摩擦補償が行われている。この摩擦補償の方法とては
次の技術が知られている。まず、計測自動制御学会論文
集vol.24,No12,1346/1348(19
88)に記載された非線形摩擦があるサーボ機構の位置
決めおよび送り制御アルゴリズムであって、この技術は
静止摩擦力と動摩擦力が異なる非線形摩擦が作用するサ
ーホ機構では(a) ある間隔より小さい距離の位置決
めができない(b) 低速送り時にスティックスリップ
が生じるので、バングバング制御をベースに操作量を決
定し、さらにバングバング制御による操作加速度に応じ
て位置決め間隔と移動速度を可変とする制御方式である
【0003】次に第22回SICE学術講演会(昭和5
8年 7月27日・28日・29日)の要綱集に記載の
オブザーバによる固体摩擦の推定と位置決め制御であっ
て、この技術は適応オブザーバを用いて固体摩擦を推定
し、この結果に基づいてフィードバック制御量を補償す
る補償方式である。
【0004】次に第22回SICE学術講演会(昭和5
8年 7月27日・28日・29日)の要綱集に記載の
クーロン摩擦を受ける直流サーボ系の適用制御であって
、この技術は規範モデルの出力(理想的な動き)に実際
の動きが一致するように制御量を決定し、未知外乱の影
響を打ち消す制御方式である。
【0005】しかしながら、上記のように各摩擦補償の
方法があるが、いずれの方法でも負荷摩擦の影響が大き
い場合、サーボゲインを大きくしないと位置決め精度が
低下する。ところが、サーボゲインを大きくすると、負
荷剛性との関係で振動が発生する。
【0006】また、一定の摩擦補償をかける方法、つま
り摩擦力に見合うトルク指令を摩擦力を打ち消すように
サーボモータに与える方法がある。この方法は制御は簡
単であるが、負荷摩擦が変化した場合、例えば摩擦が大
きくなった場合には位置決め精度が低下し、又摩擦が小
さくなった場合には目標位置近傍でハンチングが生じる
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のようにサーボゲ
インを大きくしないと位置決め精度が低下し、この反面
サーボゲインを大きくすると、負荷剛性との関係で振動
が発生する。又、摩擦が大きくなった場合には位置決め
精度が低下し、摩擦が小さくなった場合には目標位置近
傍でハンチングが生じる。そこで本発明は、負荷摩擦の
影響を除去して高精度な位置決めができるサーボ制御装
置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、負荷を摩擦移
動させるサーボモータにトルク指令を与えるとともにサ
ーボモータの駆動量と目標位置との偏差に応じてトルク
指令を決めるフィードバック制御系のサーボ制御装置に
おいて、オープンループ系を形成してサーボモータに所
定のトルク指令を与えて負荷が移動開始したときのトル
ク指令を検出するトルク指令検出手段と、このトルク指
令検出手段により検出されたトルク指令を摩擦補償トル
ク指令としてフィードバック制御系に与える摩擦補償手
段とを備えて上記目的を達成しようとするサーボ制御装
置である。
【0009】又、本発明は、負荷を摩擦移動させるサー
ボモータにトルク指令を与えるとともにサーボモータの
駆動量と目標位置との偏差に応じてトルク指令を決める
フィードバック制御系のサーボ制御装置において、オー
プンループ系を形成してサーボモータに所定のトルク指
令を与えて負荷が移動開始したときのトルク指令を検出
するトルク指令検出手段と、このトルク指令検出手段に
より検出されたトルク指令を摩擦補償トルク指令として
フィードバック制御系に与える摩擦補償手段と、負荷が
目標位置から所定内に達したときに摩擦補償トルク指令
を停止するハンチング防止手段とを備えて上記目的を達
成しようとするサーボ制御装置である。
【0010】
【作用】このような手段を備えたことにより、トルク指
令検出手段によってオープンループ系を形成してサーボ
モータに所定のトルク指令を与えて負荷が移動開始した
ときのトルク指令を検出し、このトルク指令を摩擦補償
トルク指令として摩擦補償手段によりフィードバック制
御系に与える。
【0011】又、上記手段を備えたことにより、トルク
指令検出手段によってオープンループ系を形成してサー
ボモータに所定のトルク指令を与えて負荷が移動開始し
たときのトルク指令を検出し、このトルク指令を摩擦補
償トルク指令として摩擦補償手段によりフィードバック
制御系に与え、負荷が目標位置に到達する僅か前にハン
チング防止手段により摩擦補償トルク指令を停止する。
【0012】
【実施例】以下、本発明の第一実施例について図面を参
照しながら説明する。
【0013】図1はサーボ制御装置の構成図である。マ
イクロコンピュータ1には補償回路2が接続され、この
補償回路2に最終的に目標位置を示すトルク指令Sが送
出されるようになっている。この補償回路2は積分回路
等から構成され、サーボモータ駆動系3により移動する
負荷4を目標位置に到達させるのに影響を与える成分を
相殺する機能を有している。この補償回路2の出力端子
にはスイッチ回路5のb端子が接続され、さらにこのス
イッチ回路5、D/A変換器6を介してサーボモータ駆
動系3が接続されている。このサーボモータ駆動系3は
サーボモータ及びそのサーボ駆動回路から構成されてい
る。サーボモータにはパルスエンコーダ7が連結されて
おり、サーボモータの回転に応動してサーボモータの回
転位置に応じた現在位置信号を出力するものとなってい
る。このパルスエンコーダ7の出力端子は補償回路2及
びマイクロコンピュータ1に接続されてフィードバック
系を形成している。
【0014】スイッチ回路5のa端子にはマイクロコン
ピュータ1から摩擦補償トルクTfを得るための所定の
トルク指令Fが入力され、かつマイクロコンピュータ1
からの切換指令Rにより切換動作するようになっている
。従って、スイッチ回路5がb端子に接続されることに
より上記の如くフィードバック系が形成され、a端子に
切換接続されることによりオープンループが形成される
【0015】前記マイクロコンピュータ1は予め記憶さ
れたプログラムを実行することによりトルク指令検出部
1−1、摩擦補償部1−2及びハンチング防止部1−3
の機能を有するものとなる。トルク指令検出部1−1は
切換指令Rを発してオープンループ系を形成してサーボ
モータに所定のトルク指令を与えて負荷4が移動開始し
たときのトルク指令を検出する機能を有し、又摩擦補償
部1−2は切換指令Rを発してフィードバック制御系を
形成してトルク指令検出部1−1により検出されたトル
ク指令を摩擦補償トルク指令としてフィードバック制御
系に与える機能を有している。そして、ハンチング防止
部1−3は負荷4が目標位置に到達する僅か前に摩擦補
償トルク指令を停止する機能を有している。次に上記の
如く構成された装置の作用について説明する。
【0016】マイクロコンピュータ1のトルク指令検出
部1−1はスイッチ回路5に対してa端子への切換指令
を発し、この後に図2に示す所定のトルク指令Fを発す
る。このトルク指令Fは時間経過とともにトルク力が増
加するものとなっている。このトルク指令Fはスイッチ
回路5を通ってD/A変換器6によりアナログ化されて
サーボモータ駆動系3に与えられる。これによりサーボ
モータ駆動系3はサーボモータに回転駆動力を与える。 このトルク指令がトルク力F1となってサーボモータが
回転し、負荷4が移動すると、このときトルク指令検出
部1−1はこのトルク指令F1を検出する。次にトルク
指令検出部1−1はトルク指令F1からトルク力を減少
するトルク指令Fを発する。そして、トルク指令検出部
1−1は負荷4の移動が停止してサーボモータの回転が
停止すると、このときのトルク指令F2を検出して内部
メモリに記憶する。
【0017】次に摩擦補償部1−2はスイッチ回路5に
b端子への切換指令を発し、内部メモリに記憶されてト
ルク指令F2を摩擦補償トルク指令Tfとして発する。 この摩擦補償トルク指令Tfは図3に示すように所定の
勾配G1でトルク力を増加させて摩擦補償トルク指令T
fにしている。この摩擦補償トルク指令Tfはスイッチ
回路5を通ってD/A変換器6によりアナログ化されて
サーボモータ駆動系3に与えられる。これによりサーボ
モータ駆動系3はサーボモータに回転駆動力を与える。 この摩擦補償トルク指令Tfに達すると負荷4は移動開
始し、これとともにマイクロコンピュータ1は勾配G2
でトルク力が増加するトルク指令Sを発する。これによ
り負荷4は移動する。なお、このとき摩擦補償部1−2
は摩擦補償トルク指令Tfを続けて発している。
【0018】そして、負荷4が移動して目標位置から所
定内に達すると、ハンチング防止部1−3は摩擦補償ト
ルク指令Tfを停止する。この場合、ハンチング防止部
1−3はサーボ駆動系3へのトルク指令が不連続になら
ないように、つまりバンプレスとなるようにトルク力を
切換える。ここで、目標位置から所定内の位置とは予め
与えられたもので、図3で出力がTfに達したときの位
置偏差をいう。
【0019】このように上記一実施例においては、オー
プンループ系を形成してサーボモータに所定のトルク指
令Fを与えて負荷4が移動開始したときのトルク指令F
2を検出し、このトルク指令F2を摩擦補償トルク指令
Tfとしてフィードバック制御系に与え、負荷4が移動
して目標位置から所定内に達したときに摩擦補償トルク
指令Tfを停止するようにしたので、摩擦の影響を除去
できるとともに摩擦力が変化してもこの摩擦変化に応じ
た摩擦補償ができる。この結果、サーボゲインを大きく
して振動を生じさせることなく、かつ摩擦力の大きい負
荷の位置決めを高精度にできる。又、負荷4を停止させ
るときにハンチングを生じさせることがない。
【0020】なお、本発明は上記一実施例に限定される
ものでなくその要旨を逸脱しない範囲で変形してもよい
。例えば、上記一実施例では摩擦補償トルク指令Tfを
動摩擦力により求めているが、図4に示すように静止摩
擦力を検出し、サーボモータを駆動するときに静止摩擦
力分を補償するようにしてもよい。この場合、図2に示
すトルク指令F1を記憶し、負荷4の移動開始時にこの
トルク指令F1をインパルス状にサーボモータ駆動系3
に与えればよい。又、ハンチング防止部1−3はハンチ
ングが生じなければ、敢て備えなくてもよい。
【0021】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、負
荷摩擦の影響を除去して高精度な位置決めができるサー
ボ制御装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるサーボ制御装置の一実施例を示
す構成図。
【図2】同装置における摩擦補償トルク指令を得るとき
に与えるトルク指令を示す図。
【図3】同装置における負荷の移動制御時のトルク指令
を示す図。
【図4】各摩擦力を示す図。
【符号の説明】
1…マイクロコンピュータ、1−1…トルク指令検出部
、1−2…摩擦補償部、1−3…ハンチング防止部、3
…サーボモータ駆動系、4…負荷、5…スイッチ回路、
7…パルスエンコーダ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  負荷を摩擦移動させるサーボモータに
    トルク指令を与えるとともに前記サーボモータの駆動量
    と目標位置との偏差に応じて前記トルク指令を決めるフ
    ィードバック制御系のサーボ制御装置において、オープ
    ンループ系を形成して前記サーボモータに所定のトルク
    指令を与えて前記負荷が移動開始したときのトルク指令
    を検出するトルク指令検出手段と、このトルク指令検出
    手段により検出されたトルク指令を摩擦補償トルク指令
    として前記フィードバック制御系に与える摩擦補償手段
    とを具備したことを特徴とするサーボ制御装置。
  2. 【請求項2】  負荷を摩擦移動させるサーボモータに
    トルク指令を与えるとともに前記サーボモータの駆動量
    と目標位置との偏差に応じて前記トルク指令を決めるフ
    ィードバック制御系のサーボ制御装置において、オープ
    ンループ系を形成して前記サーボモータに所定のトルク
    指令を与えて前記負荷が移動開始したときのトルク指令
    を検出するトルク指令検出手段と、このトルク指令検出
    手段により検出されたトルク指令を摩擦補償トルク指令
    として前記フィードバック制御系に与える摩擦補償手段
    と、前記負荷が目標位置から所定内に達したときに前記
    摩擦補償トルク指令を停止するハンチング防止手段とを
    具備したことを特徴とするサーボ制御装置。
JP3138812A 1991-06-11 1991-06-11 サーボ制御装置 Pending JPH04364387A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019044271A1 (ja) * 2017-08-29 2019-03-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 モータ駆動装置

Cited By (4)

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WO2019044271A1 (ja) * 2017-08-29 2019-03-07 パナソニックIpマネジメント株式会社 モータ駆動装置
CN111052596A (zh) * 2017-08-29 2020-04-21 松下知识产权经营株式会社 电动机驱动装置
JPWO2019044271A1 (ja) * 2017-08-29 2020-08-13 パナソニックIpマネジメント株式会社 モータ駆動装置
CN111052596B (zh) * 2017-08-29 2023-06-20 松下知识产权经营株式会社 电动机驱动装置

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