JPH0474725B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は被制御物を与えられた指令位置に指
向するように制御するサーボ装置に関するもので
ある。

以下、被制御物の例としてレーダアンテナを制
御するサーボ装置について説明する。

第１図は従来のこの種サーボ装置の一例を示す
もので、図において１は角度指令信号、２は角度
信号、３は上記角度指令信号１と角度信号２との
差を演算し角度誤差信号４を出力する角度誤差演
算器、５は角度誤差信号４を増幅する位置アン
プ、６は上記位置アンプの出力信号を一定値で飽
和させ、速度指令信号７を出力する管理飽和器、
８は速度指令信号７と速度信号９との差を演算し
速度誤差信号１０を出力する速度誤差演算器、１
１は上記速度誤差信号１０を積分し目標速度信号
１２を出力する積分器、１３は目標速度信号１２
と速度信号９との差を演算する誤差演算器、１４
は上記誤差演算器１３の出力を電力増幅するサー
ボ増幅器、１５はサーボ増幅器１４により駆動さ
れるモータ、１６は駆動機構、１７はレーダアン
テナ、１８は上記モータの回転速度に比例した速
度信号９を出力する速度検出器、１９はレーダア
ンテナ１７の指向角度に対応した角度信号２を出
力する位置検出器である。

次に動作について説明する。指令角度信号１が
入力されると指令角度とアンテナ角度の差に対応
した角度誤差信号４が発生する。この角度誤差信
号４は位置アンプ５で増幅される。角度誤差があ
るしきい値を越えると位置アンプ５の出力は管理
飽和器６により所定の値で飽和した速度指令信号
７となる。速度指令信号７は速度信号９と引算さ
れた後、積分器１１で積分されて目標速度信号と
なり、速度信号９と引算されて、サーボ増幅器１
４を介してモータ１５を駆動する。モータ１５は
駆動機構１６を介してレーダアンテナ１７を回転
させる。この時速度検出器１８はモータ１５の速
度に比例した大きさの速度信号９を発生するが、
その極性は速度誤差信号１０、並びにサーボ増幅
器１４の入力を減少させるようになつている。ま
た、位置検出器１９はレーダアンテナ１７の角度
に対応した角度信号２を発生するが、その極性は
角度誤差信号４を減少させるようになつているた
め、結局レーダアンテナ１７の角度は角度指令に
合致するように系が動作する。

このようなサーボ装置において、レーダアンテ
ナ１７が止まつている時に角度指令信号１として
第２図ａのようにステツプ状の指令を加えた場合
の角度誤差信号は第２図ｂのようになる。角度誤
差信号４があるしきい値θより大きい間は、速度
指令信号７は第２図ｃに示すように一定値Ｖで飽
和し、角度誤差信号４がθより小さくなると速度
指令信号７は角度誤差信号４に比例する。最初レ
ーダアンテナ１７は止まつているので、速度信号
９は０から増加し、速度誤差信号１０は第２図ｄ
のように変化し、その積分値である目標速度信号
１２は第２図ｅのように最初は急しゆんに変化
し、速度指令信号７の飽和値Ｖを越えて、しかる
後Ｖに収束する。速度信号９は目標速度信号１２
と同様に変化する。

角度誤差が小さくなつて、速度指令信号７がＶ
より小さくなると、速度誤差信号１０は負にな
り、目標速度信号１２は減少する。加速の場合と
同様にその変化は急しゆんで速度指令信号７より
小さくなり、速度誤差信号１０が正となり、目標
速度信号１２の変化はゆるやかになり、速度指令
信号７の方が目標速度信号１２より小さくなる。
このようにして減速するため目標速度信号１２は
速度指令信号７の上下を振動する。そのため、速
度指令信号７が０、即ち角度誤差信号が０になつ
た時も角度誤差信号は０にならず、０を越えてし
かる後０に収束する。角度誤差はいつたん０にな
り、その後レーダアンテナの動きに伴つて再び０
になるいわゆるオーバーシユートをすることにな
る。

以上のように従来のサーボ装置では、最高速度
を設定しても実際の速度はその値を越えてしまう
事、加速度が管理できないため、モータ１５の所
要トルクが大きくなり、速度制限が出来ないこと
とあいまつてサーボ増幅器１４、モータ１５は大
容量のものが必要となり、必然的に駆動機構１６
の強度、剛性を高かめなければならないという欠
点があつた。

また減速時においてはスムーズな減速をしない
ため、レーダアンテナ１７の受ける力も大きく、
レーダアンテナ１７の強度を高かめなくてはなら
ず、更に必然的にオーバーシユートしてしまうと
いう欠点があつた。

この発明は、従来のこの種サーボ装置の欠点を
除去するためになされたもので、最高速度、加速
度を管理して、必要最小限の容量のサーボ増幅
器、モータ及び必要最小限の強度、剛性を有した
駆動機構、レーダアンテナで構成され、オーバー
シユートしないサーボ装置を提供するものであ
る。

第３図にこの発明の構成例を示し、以下詳細に
その動作について説明する。

第３図において１１′は目標速度信号１２を所
定の値Ｖで飽和させる機能を併せもつた管理飽和
積分器であり、２０は新たに設けられた第２の管
理飽和器であつて、速度誤差信号１０を所定の値
Ａで飽和させるものである。

このような構成において、第４図ｄ破線のよう
に速度誤差信号１０が第２の管理飽和器２０の所
定値Ａを越えるような角度指令信号が入力される
と、管理飽和積分器１１′の入力は第４図ｄ実線
のように制限され、管理飽和積分器の出力である
目標速度信号１２は積分器の入力がＡで制限され
ているので直線的に増加し、かつその出力はＶで
制限されているので、Ｖを越えることがない。

角度誤差が小さくなつて速度指令信号７がＶよ
り小さくなると、速度誤差信号１０は負になり、
目標速度信号１２は減少するが、その変化は加速
の場合と同様積分器入力がＡで制限されているの
で直線的であり、速度指令が０のとき目標速度も
０となりオーバーシユートしない。

目標速度信号１２は第４図ｅのように直線的に
増加、減少するので第２図ｅに示すような従来の
サーボ装置の目標速度信号１２の変化に比べて滑
らかである。

この発明は以上のように構成され、かつ動作す
るため、いかなる角度指令が入力された場合も所
定の最高速度Ｖ、加速度Ａを越えることなく指向
動作し、モータ、駆動機構に必要以上に大きな速
度変化を与えないで、しかもオーバーシユートし
ないサーボ装置を実現できる。

なお、以上は被制御物としてレーダアンテナを
例として説明したが、この発明はこれに限らず光
学機械等を被制御物としても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のレーダ用サーボ装置の構成図、
第２図は従来のサーボ装置の動作を説明するため
の波形図、第３図はこの発明によるサーボ装置の
構成図、第４図はこの発明によるサーボ装置の動
作を説明するための波形図である。 図中１は角度指令信号、２は角度信号、３は角
度誤差演算器、４は角度誤差信号、５は位置アン
プ、６は管理飽和器、７は速度指令信号、８は速
度誤差演算器、９は速度信号、１０は速度誤差信
号、１１は積分器、１１′は管理飽和積分器、１
２は目標速度信号、１３は誤差演算器、１４はサ
ーボ増幅器、１５はモータ、１６は駆動機構、１
７はレーダアンテナ、１８は速度検出器、１９は
位置検出器、２０は第２の管理飽和器である。な
お、図中同一、あるいは相当部分には同一符号を
付して示してある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 被制御物を、与えられた指令位置に指向する
   ように制御するサーボ装置において、指令位置信
   号と検出位置信号の偏差を増幅する位置アンプ
   と、上記位置アンプの出力を所定の値で飽和させ
   る第１の管理飽和器と、上記第１の管理飽和器の
   出力と速度信号の偏差を所定の値で飽和させる第
   ２の管理飽和器と、上記第２の管理飽和器の出力
   を積分し、かつ所定の値で飽和させる管理飽和積
   分器と、上記管理飽和積分器の出力と速度信号と
   の偏差を電力増幅するサーボ増幅器と、上記サー
   ボ増幅器の出力を受け駆動機構を介して被制御物
   を駆動するモータと、モータの回転速度を検出し
   速度信号を発生する速度検出器と、被制御物の位
   置を検出する位置検出器とで構成したことを特徴
   とするサーボ装置。