JPH0518637Y2 - - Google Patents
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- JPH0518637Y2 JPH0518637Y2 JP1986018126U JP1812686U JPH0518637Y2 JP H0518637 Y2 JPH0518637 Y2 JP H0518637Y2 JP 1986018126 U JP1986018126 U JP 1986018126U JP 1812686 U JP1812686 U JP 1812686U JP H0518637 Y2 JPH0518637 Y2 JP H0518637Y2
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- signal
- rotating body
- speed
- error calculator
- detection signal
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 32
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 5
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本考案は重心位置が偏心した回転体の回転角度
が変化することにより発生するアンバランストル
クに応じ回転体駆動部の駆動トルクを補正して同
回転体を指令位置に保持する回転体の位置制御装
置に関するものである。[Detailed description of the invention] (Field of industrial application) The present invention corrects the driving torque of the rotating body drive unit in accordance with the unbalanced torque generated due to changes in the rotation angle of the rotating body whose center of gravity is eccentric. The present invention relates to a position control device for a rotating body that holds the rotating body at a commanded position.
（従来の技術）
従来の回転体の位置制御装置、例えば機関砲の
位置制御装置を第３図乃至第６図により説明する
と、第３図の２が位置誤差演算器、３が速度誤差
演算器、４が駆動部、５が制御対象の機関砲、第
４，５図のａが同機関砲５の回転中心、１９が同
機関砲５の給弾機、１４が上記駆動部４のモー
タ、１４′が同モータ１４の出力軸に固定した歯
車、１５が同歯車１４′に噛合した歯車、１６が
同歯車１５と同軸の歯車、１７が同歯車１６に噛
合した扇形歯車で、機関砲５を或る目標値Θに指
向させる場合、指令信号６と機関砲５からの負荷
検出信号１１とを位置誤差演算器２へ入力し、こ
こで比較して、その差を演算し、その結果得られ
た速度信号８と駆動部４で得られた速度検出信号
１２とを速度誤差演算器３へ入力し、ここで比較
して、その差を演算し、その結果得られた駆動信
号９を駆動部４のモータ１４へ送り、同モータ１
４を駆動し、その回転を歯車１４′→歯車１５→
歯車１６→扇形歯車１７を介し機関砲５に伝え
て、機関砲５を回転中心ａを中心に回転するする
ようになつている。(Prior Art) A conventional position control device for a rotating body, for example, a position control device for a machine gun, will be explained with reference to FIGS. 3 to 6. In FIG. 3, 2 is a position error calculator, and 3 is a speed error calculator. , 4 is a drive unit, 5 is a machine gun to be controlled, a in FIGS. 4 and 5 is the rotation center of the machine gun 5, 19 is a feeder for the machine gun 5, 14 is a motor for the drive unit 4, 14' is a gear fixed to the output shaft of the motor 14, 15 is a gear meshed with the same gear 14', 16 is a gear coaxial with the same gear 15, and 17 is a sector gear meshed with the same gear 16. When directing to a certain target value Θ, the command signal 6 and the load detection signal 11 from the machine gun 5 are input to the position error calculator 2, where they are compared and the difference is calculated. The obtained speed signal 8 and the speed detection signal 12 obtained by the drive unit 4 are input to the speed error calculator 3, where they are compared and the difference is calculated, and the resulting drive signal 9 is used for driving. It is sent to the motor 14 of section 4, and the same motor 1
4, and its rotation is caused by gear 14' → gear 15 →
The signal is transmitted to the machine gun 5 via the gear 16 and the sector gear 17, so that the machine gun 5 is rotated around the rotation center a.
（考案が解決しようとする問題点）
給弾機１９を有する機関砲５（重心位置が偏心
した回転体）をモータ１４により駆動する場合、
回転角度によりアンバランストルクが変化する。
即ち、第６図は、第４図の機関砲５の水平状態を
モデル化した図面で、ｘ軸は前後方向、ｙ軸は上
下方向を表し、重心位置ｅが回転中心ａの下方に
ある。このときの回転中心ａまわりのモーメント
（アンバランストルクTu）は、
Tu＝Ｗ×x1
になる。(Problems to be solved by the invention) When the machine gun 5 (rotating body with an eccentric center of gravity) having the feeder 19 is driven by the motor 14,
Unbalanced torque changes depending on the rotation angle.
That is, FIG. 6 is a diagram modeling the horizontal state of the machine gun 5 shown in FIG. 4, where the x-axis represents the front-rear direction, the y-axis represents the up-down direction, and the center of gravity position e is below the rotation center a. The moment around the center of rotation a (unbalance torque Tu) at this time is Tu=W× x1 .
砲俯仰角αは、基準角Θに対して＋35〜−10°
の範囲で回転する。このときの各俯仰角における
アンバランストルクTuは、次式により表される。
即ち、
Tu＝Ｗ・lcos（90−（Θ＋α））
但し
Ｗ：回転体の重量
ｌ：回転中心と重心位置との間の距離（アーム長
さ）＝√x1 2＋y1 2
Θ：水平時における重心位置の角度＝tan-1x1／
y1
α：俯仰角＝＋35〜−10°
これをグラフにより表すと、第７図のようにな
る。 The gun elevation angle α is +35 to −10° with respect to the reference angle Θ.
Rotate within the range. The unbalance torque Tu at each elevation angle at this time is expressed by the following equation.
That is, Tu=W・lcos(90−(Θ+α)) where W: Weight of rotating body l: Distance between center of rotation and center of gravity position (arm length) = √x 1 2 +y 1 2 Θ: When horizontal Angle of center of gravity at = tan -1 x 1 /
y 1 α: Angle of elevation = +35 to -10° This can be expressed graphically as shown in Fig. 7.
このアンバランストルクTuの変化が大きくな
ると、いままで釣り合つていたアンバランスモー
メントとモータ発生トルクTMとのバランスが崩
れて、機関砲５が回転してしまう。この回転した
分が定常偏差になる。またそれ以後の駆動におい
ても、アンバランストルクTuの影響により、機
関砲５の回転角度及び回転方向が変化すると、速
度が変化してしまうという問題があつた。 When the change in the unbalanced torque Tu increases, the balance between the unbalanced moment and the motor generated torque T M , which have been balanced until now, is lost, and the machine gun 5 rotates. This amount of rotation becomes the steady-state error. Further, in the subsequent drive as well, there was a problem in that when the rotation angle and rotation direction of the machine gun 5 changed due to the influence of the unbalanced torque Tu, the speed changed.
（問題点を解決するための手段）
本考案は前記の問題点に対処するもので、指令
信号と制御対象の回転体からの位置検出信号とを
比較しその差を演算してその結果得られた速度信
号を出力する位置誤差演算器と、同位置誤差演算
器からの速度信号と回転体駆動部からの速度検出
信号とを比較しその差を演算してその結果得られ
た駆動信号を出力する速度誤差演算器と、同速度
誤差演算器からの駆動信号により回転体を駆動す
る回転体駆動部とを有する回転体の位置制御装置
において、予め設定しておいた回転体の回転角に
対応するゲインの中からアンバランストルクが大
きければ高いゲインを、アンバランストルクが小
さければ小ゲインを、前記回転体からの位置検出
信号に応じ選んでこれと入力信号とにより得られ
る回転位置信号を前記位置誤差演算器へ出力する
ゲイン設定器を具えていることを特徴とした回転
体の位置制御装置に係わり、その目的とする処
は、定常偏差を生じることなく回転体を指令位置
に保持できる回転体の位置制御装置を提供しよう
とする点にある。(Means for Solving the Problems) The present invention deals with the above-mentioned problems by comparing the command signal and the position detection signal from the rotating body to be controlled, calculating the difference, and obtaining the result. A position error calculator that outputs a speed signal obtained by comparing the speed signal from the same position error calculator with a speed detection signal from the rotating body drive unit, calculates the difference, and outputs the resulting drive signal. In a position control device for a rotating body, which has a speed error calculator that calculates the speed error, and a rotating body drive unit that drives the rotating body using a drive signal from the same speed error calculator, it corresponds to a preset rotation angle of the rotating body. If the unbalance torque is large, a high gain is selected from among the gains, and if the unbalance torque is small, a small gain is selected depending on the position detection signal from the rotating body, and the rotational position signal obtained from this and the input signal is selected as described above. This relates to a position control device for a rotating body characterized by having a gain setting device that outputs to a position error calculator. The aim is to provide a body position control device.
（作用）
本考案の回転体の位置制御装置は前記のように
構成されており、回転体駆動部から制御対象の回
転体へ外乱量信号を出力し、回転体から位置誤差
演算器及びゲイン設定器へ位置検出信号を出力
し、回転体駆動部から速度誤差演算器へ速度検出
信号を出力している状態で、回転体を或る目標値
に指向させる場合、ゲイン設定器に予め設定して
おいたゲインの中からアンバランストルクが大き
ければ高いゲインを、アンバランストルクが小さ
ければ小ゲインを、前記回転体からの位置検出信
号に応じ選んで、これと入力信号とにより得られ
る回転位置検出信号を前記位置誤差演算器へ出力
し、ここで同回転位置信号と上記回転体からの位
置検出信号とを比較して、その差を演算し、その
結果得られた速度信号を速度誤差演算器へ送出
し、ここで同速度信号と上記回転体駆動部からの
速度検出信号とを比較して、その結果得られた駆
動信号を回転体駆動部へ送出し、同駆動信号によ
り同回転体駆動部を駆動して、回転体を回転させ
る。このとき、上記位置誤差演算器では、回転体
からの位置検出信号とゲイン設定器からの回転位
置信号との差がなくなるまで速度信号を速度誤差
演算器へ送り続けて、回転体を指令位置まで回転
させるので、回転体駆動部の駆動トルクがアンバ
ランストルクに応じ補正されて、定常偏差を生じ
ることなく回転体が指令位置に保持される。(Function) The position control device for a rotating body of the present invention is configured as described above, and a disturbance amount signal is output from the rotating body drive unit to the rotating body to be controlled, and the rotating body outputs a position error calculator and gain setting. When directing the rotating body to a certain target value while outputting a position detection signal to the device and outputting a speed detection signal from the rotating body drive unit to the speed error calculator, set the gain setting device in advance. If the unbalanced torque is large, a high gain is selected from the set gains, and if the unbalanced torque is small, a small gain is selected depending on the position detection signal from the rotating body, and rotational position detection obtained by this and the input signal is selected. The signal is output to the position error calculator, where the same rotational position signal and the position detection signal from the rotating body are compared, the difference is calculated, and the resulting speed signal is sent to the speed error calculator. Here, the same speed signal is compared with the speed detection signal from the rotary body drive section, and the resulting drive signal is sent to the rotary body drive section, and the same speed signal is used to drive the rotary body. drive the rotating body to rotate the rotating body. At this time, the position error calculator continues to send speed signals to the speed error calculator until there is no difference between the position detection signal from the rotating body and the rotational position signal from the gain setting device, and the rotating body is brought to the command position. Since the rotating body is rotated, the driving torque of the rotating body driving section is corrected according to the unbalanced torque, and the rotating body is held at the commanded position without generating steady-state deviation.
（実施例）
次に本考案の回転体の位置制御装置を第１，２
図に示す一実施例により説明すると、１がゲイン
設定器、３が速度誤差演算器、４が駆動部、５が
制御対象の機関砲（回転体）、６が指令信号、７
が回転位置信号、８が速度信号、９が駆動信号、
１０が外乱量信号、１１が機関砲５の位置検出信
号、１２が駆動部４の速度検出信号である。(Example) Next, the position control device for a rotating body of the present invention will be described.
To explain with an example shown in the figure, 1 is a gain setting device, 3 is a speed error calculator, 4 is a drive unit, 5 is a machine gun to be controlled (rotating body), 6 is a command signal, 7
is the rotational position signal, 8 is the speed signal, 9 is the drive signal,
10 is a disturbance amount signal, 11 is a position detection signal of the machine gun 5, and 12 is a speed detection signal of the drive unit 4.
次に前記回転体の位置制御装置の作用を具体的
に説明する。外乱量信号１０が機関砲５へ入力さ
れ、機関砲５から位置誤差演算器２及びゲイン設
定器１へ位置検出信号１１，１３が入力され、駆
動部４から速度誤差演算器３へ速度検出信号１２
が入力されている。この状態で機関砲５を或る目
標値に指向させる場合、指令信号６をゲイン設定
器１へ入力する。そうすると、同ゲイン設定器１
では、位置検出信号１３に応じて予め設定してお
いたゲイン（第２図参照）の中からアンバランス
トルクが大きければ高いゲインを、アンバランス
トルクが小さければ小ゲインを、それぞれ選定
し、回転位置信号７として位置誤差演算器２へ送
出する。また同位置誤差演算器２では、同回転位
置信号７と機関砲５の位置検出信号１１とを比較
して、その差を演算し、その結果えられた速度信
号８を速度誤差演算器３へ送出する。また同速度
誤差演算器３では、同速度信号８と速度検出信号
１２とを比較して、その差を演算し、その結果得
られた駆動信号９を駆動部４へ送出する。また同
駆動部４では、同駆動信号９を受けて、機関砲５
を駆動する。このとき、上記位置誤差演算器２で
は、機関砲５からの位置検出信号１１とゲイン設
定器１からの回転位置信号７との差がなくなるま
で速度信号８を速度誤差演算器３へ送り続けるの
で、機関砲５は指令位置まで回転する。このよう
にゲイン設定器１で機関砲５の回転位置に応じた
ゲインを発生するので、制御速度がアンバランス
トルクの変化に追従して、機関砲５が定常偏差に
より回転することがない。 Next, the operation of the rotating body position control device will be specifically explained. A disturbance amount signal 10 is input to the machine gun 5, position detection signals 11 and 13 are input from the machine gun 5 to the position error calculator 2 and gain setting device 1, and a speed detection signal is input from the drive unit 4 to the speed error calculator 3. 12
has been entered. In this state, when directing the machine gun 5 to a certain target value, a command signal 6 is input to the gain setting device 1. Then, the same gain setting device 1
Now, select a high gain if the unbalanced torque is large and a small gain if the unbalanced torque is small from among the gains set in advance (see Figure 2) according to the position detection signal 13, and then adjust the rotation. It is sent to the position error calculator 2 as a position signal 7. In addition, the same position error calculator 2 compares the same rotation position signal 7 and the position detection signal 11 of the machine gun 5, calculates the difference, and sends the resulting speed signal 8 to the speed error calculator 3. Send. Also, the same speed error calculator 3 compares the same speed signal 8 and the speed detection signal 12, calculates the difference, and sends the drive signal 9 obtained as a result to the drive section 4. In addition, the drive section 4 receives the drive signal 9, and receives the drive signal 9 from the machine gun 5.
to drive. At this time, the position error calculator 2 continues to send the speed signal 8 to the speed error calculator 3 until there is no difference between the position detection signal 11 from the machine gun 5 and the rotational position signal 7 from the gain setting device 1. , the machine gun 5 rotates to the commanded position. In this manner, the gain setting device 1 generates a gain according to the rotational position of the machine gun 5, so that the control speed follows changes in the unbalanced torque, and the machine gun 5 does not rotate due to steady-state deviation.
（考案の効果）
本考案の回転体の位置制御装置は前記のように
回転体駆動部から制御対象の回転体へ外乱量信号
を出力し、回転体から位置誤差演算器及びゲイン
設定器へ位置検出信号を出力し、回転体駆動部か
ら速度誤差演算器へ速度検出信号を出力している
状態で、回転体を或る目標値に指向させる場合、
ゲイン設定器に予め設定しておいたゲインの中か
らアンバランストルクが大きければ高いゲイン
を、アンバランストルクが小さければ小ゲイン
を、前記回転体からの位置検出信号に応じ選ん
で、これと入力信号とにより得られる回転位置検
出信号を位置誤差演算器へ出力し、ここで同回転
位置信号と上記回転体からの位置検出信号とを比
較して、その差を演算し、その結果得られた速度
信号を速度誤差演算器へ送出し、ここで同速度信
号と上記回転体駆動部からの速度検出信号とを比
較して、その結果得られた駆動信号を回転体駆動
部へ送出し、同駆動信号により同回転体駆動部を
駆動して、回転体を回転させる。このとき、上記
位置誤差演算器では、回転体からの位置検出信号
とゲイン設定器からの回転位置信号との差がなく
なるまで速度信号を速度誤差演算器へ送り続け
て、回転体を指令位置まで回転させるので、回転
体駆動部の駆動トルクがアンバランストルクに応
じ補正できて、定常偏差を生じることなく回転体
を指令位置に保持できる効果がある。(Effects of the invention) As described above, the position control device for a rotating body of the present invention outputs a disturbance amount signal from the rotating body driving section to the rotating body to be controlled, and the position control device outputs the disturbance amount signal from the rotating body to the position error calculator and gain setting device. When directing the rotating body to a certain target value while outputting the detection signal and outputting the speed detection signal from the rotating body drive unit to the speed error calculator,
If the unbalanced torque is large, select a high gain from among the gains preset in the gain setting device, or select a small gain if the unbalanced torque is small, depending on the position detection signal from the rotating body, and input this and the selected gain. The rotational position detection signal obtained from the above signal is output to a position error calculator, which compares the same rotational position signal with the position detection signal from the rotating body and calculates the difference. The speed signal is sent to the speed error calculator, where the same speed signal is compared with the speed detection signal from the rotary body drive section, and the resulting drive signal is sent to the rotary body drive section. The rotary body driving section is driven by the drive signal to rotate the rotary body. At this time, the position error calculator continues to send speed signals to the speed error calculator until there is no difference between the position detection signal from the rotating body and the rotational position signal from the gain setting device, and the rotating body is brought to the command position. Since the rotating body is rotated, the driving torque of the rotating body driving section can be corrected in accordance with the unbalanced torque, and there is an effect that the rotating body can be held at the commanded position without generating steady-state deviation.
第１図は本考案に係わる回転体の位置制御装置
の一実施例を示す系統図、第２図はゲインと回転
角との関係を示す説明図、第３図は従来の回転体
の位置制御装置を示す系統図、第４図は回転体の
１例を示す側面図、第５図は駆動部を示す側面
図、第６図はアンバランストルクを示す説明図、
第７図はアンバランストルクをグラフ化した図面
である。
１……ゲイン設定器、２……位置誤差演算器、
３……速度誤差演算器、４……駆動部、５……制
御対象の回転体、６……指令信号、７……回転位
置信号、８……速度信号、９……駆動信号、１０
……外乱量信号、１１，１３……位置検出信号、
１２……速度検出信号。
Fig. 1 is a system diagram showing an embodiment of a rotating body position control device according to the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the relationship between gain and rotation angle, and Fig. 3 is a conventional position control system for a rotating body. A system diagram showing the device, FIG. 4 is a side view showing an example of a rotating body, FIG. 5 is a side view showing the drive unit, FIG. 6 is an explanatory diagram showing unbalanced torque,
FIG. 7 is a graph showing unbalanced torque. 1...Gain setting device, 2...Position error calculator,
3... Speed error calculator, 4... Drive unit, 5... Rotating body to be controlled, 6... Command signal, 7... Rotation position signal, 8... Speed signal, 9... Drive signal, 10
...Disturbance amount signal, 11, 13...Position detection signal,
12...Speed detection signal.
Claims (1)
号とを比較しその差を演算してその結果得られた
速度信号を出力する位置誤差演算器と、同位置誤
差演算器からの速度信号と回転体駆動部からの速
度検出信号とを比較しその差を演算してその結果
得られた駆動信号を出力する速度誤差演算器と、
同速度誤差演算器からの駆動信号により回転体を
駆動する回転体駆動部とを有する回転体の位置制
御装置において、予め設定しておいた回転体の回
転角に対応するゲインの中からアンバランストル
クが大きければ高いゲインを、アンバランストル
クが小さければ小ゲインを、前記回転体からの位
置検出信号に応じ選んでこれと入力信号とにより
得られる回転位置信号を前記位置誤差演算器へ出
力するゲイン設定器を具えていることを特徴とし
た回転体の位置制御装置。 A position error calculator that compares the command signal and the position detection signal from the rotating body to be controlled, calculates the difference, and outputs the resulting speed signal, and a speed signal and rotation from the position error calculator. a speed error calculator that compares the speed detection signal from the body drive unit, calculates the difference, and outputs the resulting drive signal;
In a position control device for a rotating body that has a rotating body drive unit that drives the rotating body using a drive signal from a speed error calculator, unbalanced If the torque is large, a high gain is selected, and if the unbalanced torque is small, a small gain is selected depending on the position detection signal from the rotating body, and a rotational position signal obtained from this and the input signal is output to the position error calculator. A position control device for a rotating body, characterized by being equipped with a gain setting device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986018126U JPH0518637Y2 (en) | 1986-02-13 | 1986-02-13 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1986018126U JPH0518637Y2 (en) | 1986-02-13 | 1986-02-13 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62131298U JPS62131298U (en) | 1987-08-19 |
| JPH0518637Y2 true JPH0518637Y2 (en) | 1993-05-18 |
Family
ID=30811518
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1986018126U Expired - Lifetime JPH0518637Y2 (en) | 1986-02-13 | 1986-02-13 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0518637Y2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56162106A (en) * | 1980-05-20 | 1981-12-12 | Toshiba Corp | Rotatable body driving device |
| JPS58168898A (en) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | 株式会社日本製鋼所 | Device for avoiding obstacle in case of turning of cannon |
-
1986
- 1986-02-13 JP JP1986018126U patent/JPH0518637Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56162106A (en) * | 1980-05-20 | 1981-12-12 | Toshiba Corp | Rotatable body driving device |
| JPS58168898A (en) * | 1982-03-31 | 1983-10-05 | 株式会社日本製鋼所 | Device for avoiding obstacle in case of turning of cannon |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62131298U (en) | 1987-08-19 |
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