JPH044778A - モータ制御装置 - Google Patents
モータ制御装置Info
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- JPH044778A JPH044778A JP2106983A JP10698390A JPH044778A JP H044778 A JPH044778 A JP H044778A JP 2106983 A JP2106983 A JP 2106983A JP 10698390 A JP10698390 A JP 10698390A JP H044778 A JPH044778 A JP H044778A
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- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
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- Control Of Electric Motors In General (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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、例えば物体を加工する加工袋ｒａ［ロボット
などコを駆動するモータの制御装置に係り、とくにモー
タの位置ならびに速度を制御する位置・速度制御部のゲ
イン設定部分の改良に関する。
などコを駆動するモータの制御装置に係り、とくにモー
タの位置ならびに速度を制御する位置・速度制御部のゲ
イン設定部分の改良に関する。
従来、この種の装置としては、第２図に表されるもがあ
る。
る。
第２図において、１はモータ制御装置を示し、その内部
に情報の授受を司る中央処理部［いわゆるＣＰＵ］ ２
と、モータへの位置・速度の指令を発生させる指令発生
部３と、情報を記憶する記憶部４と、例えばＣＲＴ画面
上に描写する表示部６と、例えばキーボードなどからな
る入力部７と、表示部６と入力部７の入出力を調整する
入出力制御部５とを設けてあり、これらからの情報によ
りモータへの位置・速度の制御演算を行う位置制御部１
２と速度制御部１３とから構成される装置速度制御部８
′を備えており、この位置速度制御部８′からの出力で
例えばロボットなどの機械駆動部９が駆動制御される。
に情報の授受を司る中央処理部［いわゆるＣＰＵ］ ２
と、モータへの位置・速度の指令を発生させる指令発生
部３と、情報を記憶する記憶部４と、例えばＣＲＴ画面
上に描写する表示部６と、例えばキーボードなどからな
る入力部７と、表示部６と入力部７の入出力を調整する
入出力制御部５とを設けてあり、これらからの情報によ
りモータへの位置・速度の制御演算を行う位置制御部１
２と速度制御部１３とから構成される装置速度制御部８
′を備えており、この位置速度制御部８′からの出力で
例えばロボットなどの機械駆動部９が駆動制御される。
このようなモータ制御装置からの信号［情報］の流れを
第３図に表す。
第３図に表す。
モータ１１はその回転軸に連結された位置検出器１６を
介して回転位置または機械駆動部９の位置をフィードバ
ックする位置フィードバックルブの他に、図示していな
いがモータ１１の回転速度を制御するための速度フィー
ドバックループとモータ１１の電流を制御するだめの電
流フィードバックが設けである。
介して回転位置または機械駆動部９の位置をフィードバ
ックする位置フィードバックルブの他に、図示していな
いがモータ１１の回転速度を制御するための速度フィー
ドバックループとモータ１１の電流を制御するだめの電
流フィードバックが設けである。
電流フィードバックでは速度制御部１３の出力の出力値
１ｒのデジタル／アナログ変換器１４を経由した出力と
図示していないシャント抵抗で検出したモータ電流との
偏差が零になるように制御され、速度フィードバックル
ープては位置制御部１２の出力Ｖｒと、速度制御部１３
で求められたモータ速度Ｖｄとが等しくなるように制御
され、最終的には、パルスエンコーダやリニアスケール
等の位置検出器１６で検出された位置ρｄと指令発生部
３から与えられる指令値ρ「との偏差Δｇが零となるよ
う、位置フィードバックループによリモータ位置が制御
される。
１ｒのデジタル／アナログ変換器１４を経由した出力と
図示していないシャント抵抗で検出したモータ電流との
偏差が零になるように制御され、速度フィードバックル
ープては位置制御部１２の出力Ｖｒと、速度制御部１３
で求められたモータ速度Ｖｄとが等しくなるように制御
され、最終的には、パルスエンコーダやリニアスケール
等の位置検出器１６で検出された位置ρｄと指令発生部
３から与えられる指令値ρ「との偏差Δｇが零となるよ
う、位置フィードバックループによリモータ位置が制御
される。
なお、デジタル／アナログ変換器〕４の出力が導入され
て、電力増幅してモータ１１を駆動する１５はパワーア
ンプである。
て、電力増幅してモータ１１を駆動する１５はパワーア
ンプである。
この従来例の第３図における制御演算について述べる。
位置制御部１２では通常
Ｖｒ−Ｋｐ・６ｇ ・・・・・（１式）ここ
に、Ｋｐは定数 なる演算が行われ、速度制御部１３では例えばＩ Ｐ
（比例・積分）制御がなされて、ΔＶ−Ｖｒ −Ｖｄ
−（２ｇ式）Ｉｒｐ−Ｋｖｐ・Ｖｄ
＝・・−（２ｂ式）Ｉｒｌ＝Ｋｖｌ・ΣΔＶ
−−−−−−（２ｃ式）Ｉ ｒ −１ｒｐ −１ｒ
ｌ −（２ｄ式）［ただし、 ＫｖｐとＫｖｌは定数であり、 Σは和を計算する記号である。］ なる演算が行われる。
に、Ｋｐは定数 なる演算が行われ、速度制御部１３では例えばＩ Ｐ
（比例・積分）制御がなされて、ΔＶ−Ｖｒ −Ｖｄ
−（２ｇ式）Ｉｒｐ−Ｋｖｐ・Ｖｄ
＝・・−（２ｂ式）Ｉｒｌ＝Ｋｖｌ・ΣΔＶ
−−−−−−（２ｃ式）Ｉ ｒ −１ｒｐ −１ｒ
ｌ −（２ｄ式）［ただし、 ＫｖｐとＫｖｌは定数であり、 Σは和を計算する記号である。］ なる演算が行われる。
いま、電流フィードバックループが速度フィードバック
ループの応答周波数に比べ定数化できる程度に応答周波
数が高く設定できており、速度フィードバックループを
二次式で近似できるとするヶそのときのこの制御系のブ
ロック線図を第４図に示す。
ループの応答周波数に比べ定数化できる程度に応答周波
数が高く設定できており、速度フィードバックループを
二次式で近似できるとするヶそのときのこの制御系のブ
ロック線図を第４図に示す。
ここで、位置指令４０がパルス状で入力し、減算器４１
でこの系の出力である位置パルス５０の帰還との偏差を
求め、 位置制御部１２に入りその比例ゲインのＫｐ［ブロック
４２］で増幅され、 速度制御部１３の比例ゲインをＫｖｐ［ブロック４９］
、積分ゲインをＫｙｌ ［ブロック４４］、速度ループ
のフードパックゲインを正規化して１、デジタル／アナ
ログ変換器１４のゲイン、電流フィードバックループの
定数化したゲイン、モータトルク定数、モータと負荷を
合計したイナシャ、位置検出器１６の分解能などを考慮
に入れた制御対象のゲインを１／Ｊとすると、［しかし
て、Ｓはラプラス演算子、４３と４５は減算器、ブロッ
ク４６の出力段では速度（ｐｐＳ）である。］ サーボ系伝達関数Ｇ （ｓ）は ・・・・・・（３炙 となる。
でこの系の出力である位置パルス５０の帰還との偏差を
求め、 位置制御部１２に入りその比例ゲインのＫｐ［ブロック
４２］で増幅され、 速度制御部１３の比例ゲインをＫｖｐ［ブロック４９］
、積分ゲインをＫｙｌ ［ブロック４４］、速度ループ
のフードパックゲインを正規化して１、デジタル／アナ
ログ変換器１４のゲイン、電流フィードバックループの
定数化したゲイン、モータトルク定数、モータと負荷を
合計したイナシャ、位置検出器１６の分解能などを考慮
に入れた制御対象のゲインを１／Ｊとすると、［しかし
て、Ｓはラプラス演算子、４３と４５は減算器、ブロッ
ク４６の出力段では速度（ｐｐＳ）である。］ サーボ系伝達関数Ｇ （ｓ）は ・・・・・・（３炙 となる。
このとき、モータ応答特性を変更しようとすると、ゲイ
ンを求めるために、（３式）を用いて各ゲイン間のバラ
ンスがくずれないことに注意して、人手で計算を行いゲ
インを求めてこれを変更していた。
ンを求めるために、（３式）を用いて各ゲイン間のバラ
ンスがくずれないことに注意して、人手で計算を行いゲ
インを求めてこれを変更していた。
ところが従来技術では、モータ応答特性を変更しようと
すると、先に触れたように位置制御部・速度制御部のそ
れぞれのゲインを人手を介して計算し、その値に基づい
て各ゲインを変更するので、手間がかかるし、ゲイン設
定に個人差が出るという問題点があった。
すると、先に触れたように位置制御部・速度制御部のそ
れぞれのゲインを人手を介して計算し、その値に基づい
て各ゲインを変更するので、手間がかかるし、ゲイン設
定に個人差が出るという問題点があった。
そこで、本発明は、モータ応答特性ノ々ラメータを入力
すれば、位置制御部・速度制御部のそれぞれのゲインを
計算し、従来技術の難点を全て克服したモータ制御装置
を提供することを、その目的とする。
すれば、位置制御部・速度制御部のそれぞれのゲインを
計算し、従来技術の難点を全て克服したモータ制御装置
を提供することを、その目的とする。
上記目的を達成するために、本発明は、モータにより作
動される被制御体への動作指令を発生する指令発生部か
らの指令に基づき、被制御体の位置および移動速度をそ
れぞれ制御する位置制御部および速度制御部からなる位
置・速度制御部を介して出力するデジタル制御信号をア
ナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換器を経て
パワーアンプに入力し、そのパワーアンプ出力によりモ
ータを駆動するとともに、このモータの電流を検出し前
記パワーアンプの入力段に負帰還し、前記モータの位置
・速度を位置検出器・速度検出手段を介して前記位置制
御部・前記速度制御部へ負帰還させるモータ制御装置に
おいて、新たに入力されるモータの応答特性パラメータ
と、 予め記憶させである記憶制御パラメータとを基に、 前記モータへの前記位置制御部と前記速度制御部のゲイ
ンを求める計算手段をもつゲイン計算部を有する ことを特徴とするモータ制御装置であり、また、 上記計算手段により求めた前記モータへの前記位置制御
部と前記速度制御部のゲインを所定の設定値に自動変更
する手段を設けた 前項記載のモータ制御装置であり、 さらには、 上記計算手段により求めた前記モータへの前記位置制御
部と前記速度制御部のゲインの結果を表示する手段を具
備する 前々項記載のモータ制御装置である。
動される被制御体への動作指令を発生する指令発生部か
らの指令に基づき、被制御体の位置および移動速度をそ
れぞれ制御する位置制御部および速度制御部からなる位
置・速度制御部を介して出力するデジタル制御信号をア
ナログ信号に変換するデジタル／アナログ変換器を経て
パワーアンプに入力し、そのパワーアンプ出力によりモ
ータを駆動するとともに、このモータの電流を検出し前
記パワーアンプの入力段に負帰還し、前記モータの位置
・速度を位置検出器・速度検出手段を介して前記位置制
御部・前記速度制御部へ負帰還させるモータ制御装置に
おいて、新たに入力されるモータの応答特性パラメータ
と、 予め記憶させである記憶制御パラメータとを基に、 前記モータへの前記位置制御部と前記速度制御部のゲイ
ンを求める計算手段をもつゲイン計算部を有する ことを特徴とするモータ制御装置であり、また、 上記計算手段により求めた前記モータへの前記位置制御
部と前記速度制御部のゲインを所定の設定値に自動変更
する手段を設けた 前項記載のモータ制御装置であり、 さらには、 上記計算手段により求めた前記モータへの前記位置制御
部と前記速度制御部のゲインの結果を表示する手段を具
備する 前々項記載のモータ制御装置である。
本発明は、上記の構成であるから、
モータ応答特性のパラメータを入力すれば、位置制御部
と速度制御部のゲインの計算が行われ、またその求めた
結果を表示することで、人手による計算を省くことがで
き、 上記求めたゲインを所定の設定値に自動変更することで
、大幅にゲイン変更の手間を省き、しかも個人差をなく
せる。
と速度制御部のゲインの計算が行われ、またその求めた
結果を表示することで、人手による計算を省くことがで
き、 上記求めたゲインを所定の設定値に自動変更することで
、大幅にゲイン変更の手間を省き、しかも個人差をなく
せる。
以下、本発明の具体的実施例について説明する。
第１図は、本発明の一実施例の回路構成を表すブロック
図である。
図である。
全ての図面において、同一符号は同一部材を示す。
二〇−実施例か先に第２図に表した従来例と異なるとこ
ろは、位置・速度制御部８の内にゲイン計算部１０を設
けたことである。その他の構成は従来例と同一であるか
ら説明を省略する。
ろは、位置・速度制御部８の内にゲイン計算部１０を設
けたことである。その他の構成は従来例と同一であるか
ら説明を省略する。
まず、本発明における位置・速度制御部８のゲインを求
める計算方法を説明する。
める計算方法を説明する。
前記（３式）の分子および分母を
Ｋｖｌ・Ｋｐ／Ｊで割ると、
・・・・・・（４式）
［ただし、ａｌ −１／Ｋｐ
ａ ２ ＝ Ｋｖｐ／ （Ｋｖｌ−Ｋｐ）ａ３ ＝Ｊ
／（Ｋｖｌ・Ｋｐ） ］ と書ける。
／（Ｋｖｌ・Ｋｐ） ］ と書ける。
また、モデルマツチング手法における目標とする正規化
されたモデルの伝達関数をＧＭ（Ｓ）とすると、 ・・・・・・（５式） ［ここに、ｂ２とｂ３は定数、σはパラメータである。
されたモデルの伝達関数をＧＭ（Ｓ）とすると、 ・・・・・・（５式） ［ここに、ｂ２とｂ３は定数、σはパラメータである。
コ
と表すことができる。
よって、モータ応答特性パラメータとして前記パラメー
タσが入力され、記憶部４にある制御対象のゲインの逆
数Ｊならびに定数ｂ２とｂ３を用いて Ｋｐ−１／σ ・・・・・・（６ａ式）Ｋ
ｖｌ＝ Ｊ ／ （ｂ３ ・ａ ） −（６ｂ式
）Ｋｖｐ−ｂ２ ・Ｊ／（ｂ３ ・ｃｙ） −−−（６
ｃ式）とすれば、（４式）のＧ （Ｓ）と（５式）のＧ
Ｍ（Ｓ）が等しくなるように、各ゲインを計算すること
ができる。
タσが入力され、記憶部４にある制御対象のゲインの逆
数Ｊならびに定数ｂ２とｂ３を用いて Ｋｐ−１／σ ・・・・・・（６ａ式）Ｋ
ｖｌ＝ Ｊ ／ （ｂ３ ・ａ ） −（６ｂ式
）Ｋｖｐ−ｂ２ ・Ｊ／（ｂ３ ・ｃｙ） −−−（６
ｃ式）とすれば、（４式）のＧ （Ｓ）と（５式）のＧ
Ｍ（Ｓ）が等しくなるように、各ゲインを計算すること
ができる。
第１図における入力部７からモータ応答特性パラメータ
σが入力され、制御ゲイン演算を中央処理部２により指
示されると、位置・速度制御部８のゲイン計算部１０は
、上記（６ａ式）、（６ｂ式）、（６ｃ式）により、表
示部６に表示されたり、位置・速度制御部８の位置制御
部１２および速度制御部１３のゲインとして変更された
りする。
σが入力され、制御ゲイン演算を中央処理部２により指
示されると、位置・速度制御部８のゲイン計算部１０は
、上記（６ａ式）、（６ｂ式）、（６ｃ式）により、表
示部６に表示されたり、位置・速度制御部８の位置制御
部１２および速度制御部１３のゲインとして変更された
りする。
本発明の他の実施例として、上記一実施例での位置・速
度制御部８内にゲイン計算部１０を設けて計算を行った
が、これを中央処理部２て行ってもよい。
度制御部８内にゲイン計算部１０を設けて計算を行った
が、これを中央処理部２て行ってもよい。
また、本発明の別の実施例として、制御対象のゲインの
逆数Ｊそのものの値が記憶部４にない場合は、ゲイン計
算部１０で記憶部４内のその他の制御パラメータを用い
て計算してもよいし、人力部７から入力してもよい。
逆数Ｊそのものの値が記憶部４にない場合は、ゲイン計
算部１０で記憶部４内のその他の制御パラメータを用い
て計算してもよいし、人力部７から入力してもよい。
しかも、本発明のさらなる別の実施例として、速度制御
部１３の演算がＰＩ［比例・積分］制御で行われている
場合や、速度フィードバックルブが三次式以上でしか近
似出来ない場合でも、同様な手法で適用される手段があ
る。
部１３の演算がＰＩ［比例・積分］制御で行われている
場合や、速度フィードバックルブが三次式以上でしか近
似出来ない場合でも、同様な手法で適用される手段があ
る。
以上述べたように、本発明においては、制御ゲインを変
更する際、モータ応答特性パラメータσの一つの入力で
、各制御ゲインの設定値の計算結果の表示や自動変更を
行うことができる。
更する際、モータ応答特性パラメータσの一つの入力で
、各制御ゲインの設定値の計算結果の表示や自動変更を
行うことができる。
さらに、今までのモータの制御装置のゲイン調整によう
する時間を著しく短縮でき、しかも容易に個人差が出な
い設定を行うこと等ができるという特段の効果がある。
する時間を著しく短縮でき、しかも容易に個人差が出な
い設定を行うこと等ができるという特段の効果がある。
第１図は本発明の一実施例の回路構成を表すブロック図
、第２図は従来例の回路構成ブロック図、第３図はその
信号の流れを示す図、第４図は制御ブロック図である。 １・・・モータ制御装置 ２・・・中央処理部［例えばＣＰＵ］ ３・・・指令発生部 ４・・・記憶部 ５・・・入出力制御部 ６・・・表示部 ７・・・入力部 ８・・・位置・速度制御部［本発明のものでゲイン計算
部１０が追加配設される］ ８′・・・位置・速度制御部［従来例コ９・・・機械駆
動部 １０・・・ゲイン計算部 ］１・・モータ １２・・・位置制御部 １３・・・速度制御部 １４・・・デジタル／アナログ変換器 １５・・・パワーアンプ １６・・・位置検出器。 出願人代理人 佐 藤 −雄
、第２図は従来例の回路構成ブロック図、第３図はその
信号の流れを示す図、第４図は制御ブロック図である。 １・・・モータ制御装置 ２・・・中央処理部［例えばＣＰＵ］ ３・・・指令発生部 ４・・・記憶部 ５・・・入出力制御部 ６・・・表示部 ７・・・入力部 ８・・・位置・速度制御部［本発明のものでゲイン計算
部１０が追加配設される］ ８′・・・位置・速度制御部［従来例コ９・・・機械駆
動部 １０・・・ゲイン計算部 ］１・・モータ １２・・・位置制御部 １３・・・速度制御部 １４・・・デジタル／アナログ変換器 １５・・・パワーアンプ １６・・・位置検出器。 出願人代理人 佐 藤 −雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、モータにより作動される被制御体への動作指令を発
生する指令発生部からの指令に基づき、被制御体の位置
および移動速度をそれぞれ制御する位置制御部および速
度制御部からなる位置・速度制御部を介して出力するデ
ジタル制御信号をアナログ信号に変換するデジタル／ア
ナログ変換器を経てパワーアンプに入力し、そのパワー
アンプ出力によりモータを駆動するとともに、このモー
タの電流を検出し前記パワーアンプの入力段に負帰還し
、前記モータの位置・速度を位置検出器・速度検出手段
を介して前記位置制御部・前記速度制御部へ負帰還させ
るモータ制御装置において、新たに入力されるモータの
応答特性パラメータ予め記憶させてある記憶制御パラメ
ータとを基に、 前記モータへの前記位置制御部と前記速度制御部のゲイ
ンを求める計算手段をもつゲイン計算部を有する ことを特徴とするモータ制御装置。 ２、上記計算手段により求めた前記モータへの前記位置
制御部と前記速度制御部のゲインを所定の設定値に自動
変更する手段を設けた 請求項１記載のモータ制御装置。 ３、上記計算手段により求めた前記モータへの前記位置
制御部と前記速度制御部のゲインの結果を表示する手段
を具備する 請求項１記載のモータ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106983A JPH044778A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | モータ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2106983A JPH044778A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | モータ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH044778A true JPH044778A (ja) | 1992-01-09 |
Family
ID=14447501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2106983A Pending JPH044778A (ja) | 1990-04-23 | 1990-04-23 | モータ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH044778A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8139375B2 (en) | 2009-07-30 | 2012-03-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus |
| JP2017215726A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社堀場エステック | 流体制御装置 |
-
1990
- 1990-04-23 JP JP2106983A patent/JPH044778A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8139375B2 (en) | 2009-07-30 | 2012-03-20 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus |
| JP2017215726A (ja) * | 2016-05-31 | 2017-12-07 | 株式会社堀場エステック | 流体制御装置 |
| CN107450612A (zh) * | 2016-05-31 | 2017-12-08 | 株式会社堀场Stec | 流量控制装置和存储有流量控制装置用程序的存储介质 |
| CN107450612B (zh) * | 2016-05-31 | 2022-06-07 | 株式会社堀场Stec | 流量控制装置和存储有流量控制装置用程序的存储介质 |
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