JPH05216540A - サーボモータの制御方式 - Google Patents
サーボモータの制御方式Info
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- JPH05216540A JPH05216540A JP4047704A JP4770492A JPH05216540A JP H05216540 A JPH05216540 A JP H05216540A JP 4047704 A JP4047704 A JP 4047704A JP 4770492 A JP4770492 A JP 4770492A JP H05216540 A JPH05216540 A JP H05216540A
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- speed
- smoothing
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41429—Mean value of previous feedforward values
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41441—Position reference ffw for compensation speed reference and speed error
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
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- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/43—Speed, acceleration, deceleration control ADC
- G05B2219/43048—Step change in reference, soft start, smoothing reference
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械の動特性の差をコントローラ側で吸収し
同一特性にする。 【構成】 位置・速度ループ処理周期毎、先行スムージ
ング処理（７）を行う。当該周期のスムージングデータ
をＳＭＤ0 、１周期前のスムージグデータをＳＭＤ1 と
すると、位置のフィードフォワード量ＦＦｐを次の演算
を行って求める。 ＦＦｐ＝α｛（１−ｋ）ＳＭＤ0 ＋ｋＳＭＤ1 ｝ なお、αは位置フィードフォワード係数である。上記パ
ラメータｋの値を調整することによって機械およびコン
トローラをも含めた、指令に対する機械の応答の特性を
調節する。これにより、２軸以上の同時補間を行う場合
でも、動特性を同じにすることができる。
同一特性にする。 【構成】 位置・速度ループ処理周期毎、先行スムージ
ング処理（７）を行う。当該周期のスムージングデータ
をＳＭＤ0 、１周期前のスムージグデータをＳＭＤ1 と
すると、位置のフィードフォワード量ＦＦｐを次の演算
を行って求める。 ＦＦｐ＝α｛（１−ｋ）ＳＭＤ0 ＋ｋＳＭＤ1 ｝ なお、αは位置フィードフォワード係数である。上記パ
ラメータｋの値を調整することによって機械およびコン
トローラをも含めた、指令に対する機械の応答の特性を
調節する。これにより、２軸以上の同時補間を行う場合
でも、動特性を同じにすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、工作機械の送り軸やロ
ボットのアームを駆動するサーボモータの制御方式に関
する。
ボットのアームを駆動するサーボモータの制御方式に関
する。
【０００２】
【従来の技術】サーボモータを用いて工作機械の送り軸
やロボットのアームなどを制御するとき、位置偏差量を
低減させるためにフィードフォワード制御が行われる。
特に、工作機械で高速切削を行う場合、サーボ系の追従
遅れによる形状誤差が生じる。そのため、この形状誤差
を少くするため位置ループにフィードフォワードをかけ
ることがある。すなわち、位置，速度処理周期毎、移動
指令を微分して、この微分値にフィードフォワード係数
を乗じた値を通常の位置ループ処理で得られた速度指令
に加算して、この加算値を速度指令とするフィードフォ
ワード制御を行い、位置偏差を低減させ、サーボ遅れを
補正している。
やロボットのアームなどを制御するとき、位置偏差量を
低減させるためにフィードフォワード制御が行われる。
特に、工作機械で高速切削を行う場合、サーボ系の追従
遅れによる形状誤差が生じる。そのため、この形状誤差
を少くするため位置ループにフィードフォワードをかけ
ることがある。すなわち、位置，速度処理周期毎、移動
指令を微分して、この微分値にフィードフォワード係数
を乗じた値を通常の位置ループ処理で得られた速度指令
に加算して、この加算値を速度指令とするフィードフォ
ワード制御を行い、位置偏差を低減させ、サーボ遅れを
補正している。
【０００３】しかし、数値制御装置等からサーボ回路
側、即ち、位置ループに移動指令が受け渡しされる分配
周期（ＩＴＰ周期）は８ｍｓｅｃ程度であり、サーボ回
路内部での位置ループ，速度ループの周期は２ｍｓｅｃ
或いは１ｍｓｅｃである。そして、位置ループでは上記
数値制御装置から移動指令が受け渡されるＩＴＰ周期を
位置ループ周期で分割し、分割した各位置ループ周期に
おける移動指令が均等になるように制御している。その
ため、数値制御装置から出力される移動指令に加減速時
定数を与えて出力されるようにしても、位置ループでは
各ＩＴＰ周期内における位置・速度ループ処理周期Ｔｓ
毎の各位置ループ処理での移動指令が均等になるように
制御されるから、ＩＴＰ周期が変る位置ループ処理の移
動指令間にのみ移動指令に大きな段差が生じ、これがフ
ィードフォワード項で微分されて大きな値となり、速度
指令は高周波成分を含むこととなり、速度ループで追従
できなくなり、位置偏差にうねりが生じ、モータや機械
の動きに大きなショックを発生させる原因となる。そこ
でこの欠点を解消するために、位置の制御，さらには速
度の制御のフィードフォワードの項に加減速処理を挿入
し、上記うねりを解消させるスムージング操作（平滑処
理）を行うサーボモータの制御方式を本願発明の発明者
は提案し、特開平３−１５９１１号公報によって公開さ
れている。
側、即ち、位置ループに移動指令が受け渡しされる分配
周期（ＩＴＰ周期）は８ｍｓｅｃ程度であり、サーボ回
路内部での位置ループ，速度ループの周期は２ｍｓｅｃ
或いは１ｍｓｅｃである。そして、位置ループでは上記
数値制御装置から移動指令が受け渡されるＩＴＰ周期を
位置ループ周期で分割し、分割した各位置ループ周期に
おける移動指令が均等になるように制御している。その
ため、数値制御装置から出力される移動指令に加減速時
定数を与えて出力されるようにしても、位置ループでは
各ＩＴＰ周期内における位置・速度ループ処理周期Ｔｓ
毎の各位置ループ処理での移動指令が均等になるように
制御されるから、ＩＴＰ周期が変る位置ループ処理の移
動指令間にのみ移動指令に大きな段差が生じ、これがフ
ィードフォワード項で微分されて大きな値となり、速度
指令は高周波成分を含むこととなり、速度ループで追従
できなくなり、位置偏差にうねりが生じ、モータや機械
の動きに大きなショックを発生させる原因となる。そこ
でこの欠点を解消するために、位置の制御，さらには速
度の制御のフィードフォワードの項に加減速処理を挿入
し、上記うねりを解消させるスムージング操作（平滑処
理）を行うサーボモータの制御方式を本願発明の発明者
は提案し、特開平３−１５９１１号公報によって公開さ
れている。
【０００４】しかし、上記スムージング操作は、時間的
に過去のデータを平均化するものであり、位置ループ制
御系では加減速時に位置偏差のうねり等を生じてしまう
という問題がある。そこで、本願発明者等はさらに改良
を重ね、当該ＩＴＰ周期よりも後（未来）に出力される
移動指令をも利用して当該位置・速度ループ周期の移動
指令の前後の位置・速度ループ周期の移動指令を平均化
する先行スムージング方式を用い、この先行スムージン
グ方式で得られた値をフィードフォワード量として通常
の位置ループ処理で得られる速度指令に加算するように
した方式を開発し（特願平２−３０１１５４号，特願平
３−１４９６１４号，特願平３−２５５９７７号等参
照）、上記問題点を解決した。
に過去のデータを平均化するものであり、位置ループ制
御系では加減速時に位置偏差のうねり等を生じてしまう
という問題がある。そこで、本願発明者等はさらに改良
を重ね、当該ＩＴＰ周期よりも後（未来）に出力される
移動指令をも利用して当該位置・速度ループ周期の移動
指令の前後の位置・速度ループ周期の移動指令を平均化
する先行スムージング方式を用い、この先行スムージン
グ方式で得られた値をフィードフォワード量として通常
の位置ループ処理で得られる速度指令に加算するように
した方式を開発し（特願平２−３０１１５４号，特願平
３−１４９６１４号，特願平３−２５５９７７号等参
照）、上記問題点を解決した。
【０００５】すなわち、先行スムージング処理で次の１
式の演算を行い移動指令の平均値を求め、この平均値に
フィードフォワード係数αを乗じて位置のフィードフォ
ワード量としていた。
式の演算を行い移動指令の平均値を求め、この平均値に
フィードフォワード係数αを乗じて位置のフィードフォ
ワード量としていた。
【０００６】 平均値＝Ｚd （１＋Ｚ-1＋…＋Ｚ-(N-1)）．（移動指令量）／Ｎ …（１） なお、ＮはＩＴＰ周期を位置・速度ループの周期で割っ
た値、Ｚ-1は１位置・速度ループ処理周期の遅れを示
し、Ｚd は進め要素であり、上記Ｎの約１／２の値がと
られ、Ｎ＝８であるとｄは「３」若しくは「４」の値に
される。
た値、Ｚ-1は１位置・速度ループ処理周期の遅れを示
し、Ｚd は進め要素であり、上記Ｎの約１／２の値がと
られ、Ｎ＝８であるとｄは「３」若しくは「４」の値に
される。
【０００７】また、上記１式と同等なスムージングデー
タを得る先行スムージング処理として、当該ＩＴＰ周期
と前後のＩＴＰ周期の移動指令を利用するものも、上記
特願平３−１４９６１４号，特願平３−２５５９７７号
で提案している。
タを得る先行スムージング処理として、当該ＩＴＰ周期
と前後のＩＴＰ周期の移動指令を利用するものも、上記
特願平３−１４９６１４号，特願平３−２５５９７７号
で提案している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したようなフィー
ドフォワード制御を行う場合に、２軸以上の同時補間を
行うとき、フィードフォワード係数が各軸同じであれ
ば、一定速度に達した後などの定常状態での各軸の特性
は等しくなる。しかし、各軸の機械的な剛性の違い等に
より加減速時などの過度状態では、各軸の動特性は完全
に一致しない。すなわち、従来は、各軸のコントローラ
の動特性が同一になるように制御が行われており、速度
が遅く負荷である機械の動特性の違いが無視できる程小
さい場合には、コントローラの特性が同じであることか
ら、各軸の動きも軸毎に同一の応答性が得られる。しか
し、高速になり加速度が大きくなると、機械的な特性の
違いにより、同一の応答性が得られなくなる。
ドフォワード制御を行う場合に、２軸以上の同時補間を
行うとき、フィードフォワード係数が各軸同じであれ
ば、一定速度に達した後などの定常状態での各軸の特性
は等しくなる。しかし、各軸の機械的な剛性の違い等に
より加減速時などの過度状態では、各軸の動特性は完全
に一致しない。すなわち、従来は、各軸のコントローラ
の動特性が同一になるように制御が行われており、速度
が遅く負荷である機械の動特性の違いが無視できる程小
さい場合には、コントローラの特性が同じであることか
ら、各軸の動きも軸毎に同一の応答性が得られる。しか
し、高速になり加速度が大きくなると、機械的な特性の
違いにより、同一の応答性が得られなくなる。
【０００９】そこで本発明の目的は、各軸の剛性等の機
械的な特性が異なる場合でも、同一の応答性が得られる
ようなサーボモータの制御方式を提供することにある。
械的な特性が異なる場合でも、同一の応答性が得られる
ようなサーボモータの制御方式を提供することにある。
【００１０】
【問題を解決するための手段】本発明は、位置・速度ル
ープ周期毎に先行スムージング処理を行いスムージング
データを求め、当該位置・速度ループ処理に対応するス
ムージングデータをＳＭＤ0 ，１周期前のスムージング
データをＳＭＤ1 ，フィードフォワード係数をα，パラ
メータをｋとしたとき、次の演算を行い、 ＦＦｐ＝α｛（１−ｋ）ＳＭＤ0 ＋ｋＳＭＤ1 ｝ 位置のフィードフォワード量ＦＦｐを求め、速度指令を
補正する。この場合、上記パラメータｋは指令からサー
ボモータによって駆動される機械までの動特性を所望の
特性になるように調整して決める。また、１周期前のス
ムージングデータをＳＭＤ1 の代わりに１周期先のスム
ージングデータをＳＭＤ2 ，を求めて次の演算を行い、 ＦＦｐ＝α｛（１−ｋ）ＳＭＤ0 ＋ｋＳＭＤ2 ｝ 位置のフィードフォワード量ＦＦｐを求め、速度指令を
補正してサーボモータを制御する。
ープ周期毎に先行スムージング処理を行いスムージング
データを求め、当該位置・速度ループ処理に対応するス
ムージングデータをＳＭＤ0 ，１周期前のスムージング
データをＳＭＤ1 ，フィードフォワード係数をα，パラ
メータをｋとしたとき、次の演算を行い、 ＦＦｐ＝α｛（１−ｋ）ＳＭＤ0 ＋ｋＳＭＤ1 ｝ 位置のフィードフォワード量ＦＦｐを求め、速度指令を
補正する。この場合、上記パラメータｋは指令からサー
ボモータによって駆動される機械までの動特性を所望の
特性になるように調整して決める。また、１周期前のス
ムージングデータをＳＭＤ1 の代わりに１周期先のスム
ージングデータをＳＭＤ2 ，を求めて次の演算を行い、 ＦＦｐ＝α｛（１−ｋ）ＳＭＤ0 ＋ｋＳＭＤ2 ｝ 位置のフィードフォワード量ＦＦｐを求め、速度指令を
補正してサーボモータを制御する。
【００１１】
【作用】位置・速度ループ周期毎に先行スムージング処
理を行いスムージングデータを求め、当該位置・速度ル
ープ処理に対応するスムージングデータＳＭＤ0 と１周
期前のスムージングデータＳＭＤ1 若しくは１周期先の
スムージングデータＳＭＤ2 より上述した各演算を行っ
て、位置のフィードフォワード量ＦＦｐを求め、速度指
令を補正してサーボモータを制御する。これにより、２
軸以上の同時補間を行う場合に、各軸の機械の動特性が
異なるときでも、各軸の応答特性をほぼ同一にするよう
に調整することができる。
理を行いスムージングデータを求め、当該位置・速度ル
ープ処理に対応するスムージングデータＳＭＤ0 と１周
期前のスムージングデータＳＭＤ1 若しくは１周期先の
スムージングデータＳＭＤ2 より上述した各演算を行っ
て、位置のフィードフォワード量ＦＦｐを求め、速度指
令を補正してサーボモータを制御する。これにより、２
軸以上の同時補間を行う場合に、各軸の機械の動特性が
異なるときでも、各軸の応答特性をほぼ同一にするよう
に調整することができる。
【００１２】
【実施例】図１は本発明の一実施例におけるフィードフ
ォワード制御を行なうサーボ系のブロック図で、１はＣ
ＮＣ（コンピュータ内蔵の数値制御装置）から分配周期
（ＩＴＰ周期）毎送られてくる移動指令ＭＣＭＤを位置
・速度ループ処理周期毎の移動指令に分割するＤＤＡ
（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ａｎａ
ｌｙｚｅｒ）、２は該ＤＤＡ１から出力される移動指令
を加算し、各位置・速度ループ処理周期毎のサーボモー
タの移動量を減じて位置偏差を求めるエラーカウンタ、
３はエラーカウンタ２に記憶する位置偏差にポジション
ゲインＫｐを乗じて速度指令を求める項、４は速度ルー
プの項でｋ１は積分定数、ｋ２は比例定数である。５，
６はサーボモータの伝達関数の項で、Ｋｔはトルク定
数，Ｌｍはモータイナーシャである。１０，１１はサー
ボモータに結合された機械の伝達関数の項で、Ｋｍはバ
ネ定数，Ｃｍは粘性項，ＪL は機械のイナーシャであ
る。さらに、１２は速度を位置に変換する伝達関数の項
である。
ォワード制御を行なうサーボ系のブロック図で、１はＣ
ＮＣ（コンピュータ内蔵の数値制御装置）から分配周期
（ＩＴＰ周期）毎送られてくる移動指令ＭＣＭＤを位置
・速度ループ処理周期毎の移動指令に分割するＤＤＡ
（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ａｎａ
ｌｙｚｅｒ）、２は該ＤＤＡ１から出力される移動指令
を加算し、各位置・速度ループ処理周期毎のサーボモー
タの移動量を減じて位置偏差を求めるエラーカウンタ、
３はエラーカウンタ２に記憶する位置偏差にポジション
ゲインＫｐを乗じて速度指令を求める項、４は速度ルー
プの項でｋ１は積分定数、ｋ２は比例定数である。５，
６はサーボモータの伝達関数の項で、Ｋｔはトルク定
数，Ｌｍはモータイナーシャである。１０，１１はサー
ボモータに結合された機械の伝達関数の項で、Ｋｍはバ
ネ定数，Ｃｍは粘性項，ＪL は機械のイナーシャであ
る。さらに、１２は速度を位置に変換する伝達関数の項
である。
【００１３】また、７は上述した従来から行われている
先行スムージング手段の項、８は先行スムージング手段
によって得られたスムージングデータＳＭＤより位置の
フィードフォワード量ＦＦｐを求める項で、ｋはサーボ
モータに接続される機械の特性に合わせて調整されるパ
ラメータであり、αは位置のフィードフォワード係数で
ある。９はスムージングデータＳＭＤを微分して、すな
わち、当該周期と１周期前とのスムージングデータＳＭ
Ｄの差を求め、速度のフィードフォワード量ＦＦｖを求
める項である。なお、Ｔｓは位置・速度ループの周期で
ある。
先行スムージング手段の項、８は先行スムージング手段
によって得られたスムージングデータＳＭＤより位置の
フィードフォワード量ＦＦｐを求める項で、ｋはサーボ
モータに接続される機械の特性に合わせて調整されるパ
ラメータであり、αは位置のフィードフォワード係数で
ある。９はスムージングデータＳＭＤを微分して、すな
わち、当該周期と１周期前とのスムージングデータＳＭ
Ｄの差を求め、速度のフィードフォワード量ＦＦｖを求
める項である。なお、Ｔｓは位置・速度ループの周期で
ある。
【００１４】ＩＴＰ周期毎、ＣＮＣ等の数値制御装置か
ら移動指令ＭＣＭＤが出力され、ＤＤＡ１によって位置
・速度ループ処理周期Ｔｓ毎の移動指令が求められる。
この移動指令と位置のフィードバック量よりエラーレジ
スタ２で位置偏差が求められ、この位置偏差にポジショ
ンゲインＫｐが乗じられて速度指令Ｖｃ１が従来と同様
に求められる。一方先行スムージング手段７によって上
記１式処理もしくは、当該ＩＴＰ周期の移動指令ＭＣＭ
Ｄと該ＩＴＰ周期の前後のＩＴＰ周期の移動指令ＭＣＭ
Ｄによって従来と同様の方法によってスムージングデー
タＳＭＤを求める。このスムージングデータＳＭＤに対
して次の２式の演算を行って、位置のフィードフォワー
ド量ＦＦｐが求める（項８の処理）。
ら移動指令ＭＣＭＤが出力され、ＤＤＡ１によって位置
・速度ループ処理周期Ｔｓ毎の移動指令が求められる。
この移動指令と位置のフィードバック量よりエラーレジ
スタ２で位置偏差が求められ、この位置偏差にポジショ
ンゲインＫｐが乗じられて速度指令Ｖｃ１が従来と同様
に求められる。一方先行スムージング手段７によって上
記１式処理もしくは、当該ＩＴＰ周期の移動指令ＭＣＭ
Ｄと該ＩＴＰ周期の前後のＩＴＰ周期の移動指令ＭＣＭ
Ｄによって従来と同様の方法によってスムージングデー
タＳＭＤを求める。このスムージングデータＳＭＤに対
して次の２式の演算を行って、位置のフィードフォワー
ド量ＦＦｐが求める（項８の処理）。
【００１５】 ＦＦｐ＝α｛（１−ｋ）＋ｋＺ-1｝・ＳＭＤ ＝α｛（１−ｋ）ＳＭＤ0 ＋ｋＳＭＤ1 ｝ …（２） なお、ＳＭＤ0 は当該位置・速度ループ処理周期Ｔｓで
算出されたスムージングデータ、ＳＭＤ1 は１周期Ｔｓ
前に算出されたスムージングデータである。
算出されたスムージングデータ、ＳＭＤ1 は１周期Ｔｓ
前に算出されたスムージングデータである。
【００１６】そして、上記位置ループ処理によって求め
られて速度指令Ｖｃ１に上記位置のフィードフォワード
量ＦＦｐを加算して位置のフィードフォワード制御が実
行された速度指令Ｖｃを求める。この速度指令Ｖｃから
サーボモータからの速度フィードバック量を減じて速度
偏差を求め従来と同様の速度ループ処理を実行しトルク
指令Ｔｃ１を求める。また、スムージングデータＳＭＤ
を微分（当該周期のスムージングデータから前周期のス
ムージングデータを減じてこの微分値を得る）して得ら
れる値に、サーボモータのトルク定数Ｋｔ，イナーシャ
Ｊｍ，該サーボモータに結合された機械のイナーシャＪ
L によって決まる定数（＝（Ｊｍ＋ＪL）／Ｋｔ）及び
速度フィードフォワード係数βを乗じて速度のフィード
フォワード量ＦＦｖを求める。すなわち、次の３式の演
算を行って速度のフィードフォワード量ＦＦｖを求める ＦＦｖ＝｛β（Ｊｍ＋ＪL ）／Ｋｔ｝｛（１−Ｚ-1）／Ｔｓ｝ＳＭＤ ＝｛β´（Ｊｍ＋ＪL ）／Ｋｔ｝（ＳＭＤ0 −ＳＭＤ1 ） …（３） このフィードフォワード量ＦＦｖを上述した速度ループ
処理によって得られたトルク指令Ｔｃ１に加算し、速度
のフィードフォワード制御が行われたトルク指令Ｔｃを
求め、該トルク指令Ｔｃによってサーボモータを駆動す
るものである。
られて速度指令Ｖｃ１に上記位置のフィードフォワード
量ＦＦｐを加算して位置のフィードフォワード制御が実
行された速度指令Ｖｃを求める。この速度指令Ｖｃから
サーボモータからの速度フィードバック量を減じて速度
偏差を求め従来と同様の速度ループ処理を実行しトルク
指令Ｔｃ１を求める。また、スムージングデータＳＭＤ
を微分（当該周期のスムージングデータから前周期のス
ムージングデータを減じてこの微分値を得る）して得ら
れる値に、サーボモータのトルク定数Ｋｔ，イナーシャ
Ｊｍ，該サーボモータに結合された機械のイナーシャＪ
L によって決まる定数（＝（Ｊｍ＋ＪL）／Ｋｔ）及び
速度フィードフォワード係数βを乗じて速度のフィード
フォワード量ＦＦｖを求める。すなわち、次の３式の演
算を行って速度のフィードフォワード量ＦＦｖを求める ＦＦｖ＝｛β（Ｊｍ＋ＪL ）／Ｋｔ｝｛（１−Ｚ-1）／Ｔｓ｝ＳＭＤ ＝｛β´（Ｊｍ＋ＪL ）／Ｋｔ｝（ＳＭＤ0 −ＳＭＤ1 ） …（３） このフィードフォワード量ＦＦｖを上述した速度ループ
処理によって得られたトルク指令Ｔｃ１に加算し、速度
のフィードフォワード制御が行われたトルク指令Ｔｃを
求め、該トルク指令Ｔｃによってサーボモータを駆動す
るものである。
【００１７】図２は、本発明を適用したサーボモータ制
御系のブロック図であり、構成は従来のデジタルサーボ
制御を行う装置と同一構成であるので、概略的に示して
いる。図２において、２０はコンピュータを内蔵した数
値制御装置（ＣＮＣ）、２１は共有ＲＡＭ、２２はプロ
セッサ（ＣＰＵ），ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するディジタ
ルサーボ回路、２３はトランジスタインバータ等のサー
ボアンプ、Ｍはサーボモータ、２４はサーボモータＭの
回転と共にパルスを発生するパルスコーダである。な
お、図２には、１軸のサーボモータのみを示している。
御系のブロック図であり、構成は従来のデジタルサーボ
制御を行う装置と同一構成であるので、概略的に示して
いる。図２において、２０はコンピュータを内蔵した数
値制御装置（ＣＮＣ）、２１は共有ＲＡＭ、２２はプロ
セッサ（ＣＰＵ），ＲＯＭ，ＲＡＭ等を有するディジタ
ルサーボ回路、２３はトランジスタインバータ等のサー
ボアンプ、Ｍはサーボモータ、２４はサーボモータＭの
回転と共にパルスを発生するパルスコーダである。な
お、図２には、１軸のサーボモータのみを示している。
【００１８】ＣＮＣ２０はＩＰＴ周期（分配周期）毎に
移動指令ＭＣＭＤを共有ＲＡＭ２１に書込み、ディジタ
ルサーボ回路２２のＣＰＵはこの移動指令ＭＣＭＤを共
有ＲＡＭ２１から読取り、上記ＩＴＰ周期をＮ個に分割
した周期Ｔｓ（ＩＴＰ＝Ｔｓ×Ｎ）で、位置・速度ルー
プ処理を行う。ＩＴＰ周期毎、ＮＣ２０から出力される
移動指令ＭＣＭＤがＩＴＰ周期中均等に分配されるよう
に位置・速度ループ処理Ｔｓにおける移動指令を求め
（従来から公知のＤＤＡの処理）、この移動指令とパル
スコーダ２４からのフィードバックパルスによって得ら
れるサーボモータＭの現在位置との差より位置ループ処
理を行うと共に、後述する位置のフィードフォワード制
御処理を行って速度指令を求め、次に、該速度指令とパ
ルスコーダ２４からのフィードバックパルスによって得
られるサーボモータＭの実速度より速度ループ処理、さ
らには速度のフィードフォワード処理を行い、トルク指
令（電流指令）を求める。そして、電流ループ処理を行
い、ＰＷＭ指令を作成し、サーボアンプ２３を介してサ
ーボモータＭを駆動する。次に、本実施例の動作につい
て説明する。図３は、ディジタルサーボ回路２２のＣＰ
Ｕが実施するＩＴＰ周期ごとの移動指令読み取り処理で
あり、図４は本発明の第１の実施例における位置・速度
ループ処理周期Ｔｓごとの位置ループ処理、速度ループ
処理のフローチャートである。
移動指令ＭＣＭＤを共有ＲＡＭ２１に書込み、ディジタ
ルサーボ回路２２のＣＰＵはこの移動指令ＭＣＭＤを共
有ＲＡＭ２１から読取り、上記ＩＴＰ周期をＮ個に分割
した周期Ｔｓ（ＩＴＰ＝Ｔｓ×Ｎ）で、位置・速度ルー
プ処理を行う。ＩＴＰ周期毎、ＮＣ２０から出力される
移動指令ＭＣＭＤがＩＴＰ周期中均等に分配されるよう
に位置・速度ループ処理Ｔｓにおける移動指令を求め
（従来から公知のＤＤＡの処理）、この移動指令とパル
スコーダ２４からのフィードバックパルスによって得ら
れるサーボモータＭの現在位置との差より位置ループ処
理を行うと共に、後述する位置のフィードフォワード制
御処理を行って速度指令を求め、次に、該速度指令とパ
ルスコーダ２４からのフィードバックパルスによって得
られるサーボモータＭの実速度より速度ループ処理、さ
らには速度のフィードフォワード処理を行い、トルク指
令（電流指令）を求める。そして、電流ループ処理を行
い、ＰＷＭ指令を作成し、サーボアンプ２３を介してサ
ーボモータＭを駆動する。次に、本実施例の動作につい
て説明する。図３は、ディジタルサーボ回路２２のＣＰ
Ｕが実施するＩＴＰ周期ごとの移動指令読み取り処理で
あり、図４は本発明の第１の実施例における位置・速度
ループ処理周期Ｔｓごとの位置ループ処理、速度ループ
処理のフローチャートである。
【００１９】ディジタルサーボ回路２２のＣＰＵはＩＴ
Ｐ周期毎、図３の処理を実行し、まず、ＣＮＣ２０から
指令された移動指令ＭＣＭＤを共有メモリ２１から読み
取り（ステップＳ１）、レジスタＲ３にレジスタＲ２に
記憶する値、レジスタＲ２にレジスタＲ１に記憶する
値、レジスタＲ１にステップＳ１で読み取った移動指令
ＭＣＭＤを格納する（ステップＳ２）。なお、レジスタ
Ｒ１〜Ｒ３は初期設定で始めは「０」が格納されてい
る。そして、カウンタＣを「０」にセットし（ステップ
Ｓ３）、当該分配周期毎の処理を終了する。以下各ＩＴ
Ｐ周期毎この処理を実行する。
Ｐ周期毎、図３の処理を実行し、まず、ＣＮＣ２０から
指令された移動指令ＭＣＭＤを共有メモリ２１から読み
取り（ステップＳ１）、レジスタＲ３にレジスタＲ２に
記憶する値、レジスタＲ２にレジスタＲ１に記憶する
値、レジスタＲ１にステップＳ１で読み取った移動指令
ＭＣＭＤを格納する（ステップＳ２）。なお、レジスタ
Ｒ１〜Ｒ３は初期設定で始めは「０」が格納されてい
る。そして、カウンタＣを「０」にセットし（ステップ
Ｓ３）、当該分配周期毎の処理を終了する。以下各ＩＴ
Ｐ周期毎この処理を実行する。
【００２０】一方、位置・速度ループ処理周期毎ディジ
タルサーボ回路２２のＣＰＵは図４に示す処理を実行
し、まず、カウンタＣの値が、ＩＴＰ周期を位置・速度
ループ処理周期で除した値Ｎ（＝ＩＴＰ周期／位置・速
度ループ処理周期）の１／２以下か否か判断し（ステッ
プＡ１）、以下ならばアキュムレータＳＵＮにレジスタ
Ｒ２の値からレジスタＲ３の値を減じた値を加算し（ス
テップＡ２）、また、カウンタＣの値がＮ／２を越えて
いれば、アキュムレータＳＵＮにレジスタＲ１の値から
レジスタＲ２の値を減じた値を加算し（ステップＡ
３）、ステップＡ４に移行する。なお、アキュムレータ
ＳＵＮは初期設定で始めは「０」にされている。
タルサーボ回路２２のＣＰＵは図４に示す処理を実行
し、まず、カウンタＣの値が、ＩＴＰ周期を位置・速度
ループ処理周期で除した値Ｎ（＝ＩＴＰ周期／位置・速
度ループ処理周期）の１／２以下か否か判断し（ステッ
プＡ１）、以下ならばアキュムレータＳＵＮにレジスタ
Ｒ２の値からレジスタＲ３の値を減じた値を加算し（ス
テップＡ２）、また、カウンタＣの値がＮ／２を越えて
いれば、アキュムレータＳＵＮにレジスタＲ１の値から
レジスタＲ２の値を減じた値を加算し（ステップＡ
３）、ステップＡ４に移行する。なお、アキュムレータ
ＳＵＮは初期設定で始めは「０」にされている。
【００２１】ステップＡ４では上記アキュムレータＳＵ
Ｎの値を上記分割数Ｎの２乗で除算し、スムージングデ
ータＳＤＭ0 を求め、この当該周期で求められたスムー
ジングデータＳＭＤ0 とレジスタに記憶する位置・速度
ループ処理の１周期前のスムージングデータＳＭＤ1 よ
り上記２式の演算を行い、位置のフィードフォワード量
ＦＦｐを求める（ステップＡ５）。次にカウンタＣに
「１」加算する（ステップＡ６）。なお、上記ステップ
Ａ１〜Ａ４及びＡ６の処理がスムージングデータを求め
る処理であるが、この処理はすでに公知であり前述した
特願平３−１４９６１４号，特願平３−２５５９７７号
と記載のものと同一であり、詳細は省略する。
Ｎの値を上記分割数Ｎの２乗で除算し、スムージングデ
ータＳＤＭ0 を求め、この当該周期で求められたスムー
ジングデータＳＭＤ0 とレジスタに記憶する位置・速度
ループ処理の１周期前のスムージングデータＳＭＤ1 よ
り上記２式の演算を行い、位置のフィードフォワード量
ＦＦｐを求める（ステップＡ５）。次にカウンタＣに
「１」加算する（ステップＡ６）。なお、上記ステップ
Ａ１〜Ａ４及びＡ６の処理がスムージングデータを求め
る処理であるが、この処理はすでに公知であり前述した
特願平３−１４９６１４号，特願平３−２５５９７７号
と記載のものと同一であり、詳細は省略する。
【００２２】次に、レジスタＲ２に格納された移動指令
ＭＣＭＤに基づいてＤＤＡの処理を行い位置・速度ルー
プ処理周期の移動指令を求める（ステップＡ７）。な
お、作動開始時の最初のＩＴＰ１周期の期間は、レジス
タＲ２には移動指令ＭＣＭＤが記憶されていないから、
位置・速度ループの移動指令は「０」である。すなわ
ち、スムージング処理及びフィードフォワード処理のみ
が１ＩＴＰ周期先行して実行されることになる。ステッ
プＡ７の処理で求められた位置・速度ループ処理周期の
移動指令及びパルスコーター２４からの位置のフィード
バック量より、従来と同様の位置ループ処理を行い速度
指令Ｖｃ１を求め（ステップＡ８）、該速度指令にステ
ップＡ５で求めた位置のフィードフォワード量ＦＦｐを
加算し、位置のフィードフォワード処理をした速度指令
Ｖｃを求める（ステップＡ９）。この速度指令Ｖｃと速
度フィードバック信号により従来と同様の速度ループ処
理を行いトルク指令Ｔｃ１を求める（ステップＡ１
０）。また、当該周期で求めたスムージングデータＳＭ
Ｄ0 とレジスタに記憶する前周期のスムージングデータ
ＳＭＤ1 により上記３式の演算を行い速度のフィードフ
ォワード量ＦＦｖを求め（ステップＡ１１）、この速度
フィードフォワード量ＦＦｖをステップＡ１０で求めた
トルク指令Ｔｃ１に加算し、速度フィードフォワード制
御がされたトルク指令Ｔｃを求め（ステップＡ１２）、
電流ループにこのトルク指令Ｔｃを引き渡す（ステップ
Ａ１３）。そして、当該周期で求めたスムージングデー
タＳＭＤ0 を次の周期で１周期Ｔｓ前のスムージングデ
ータＳＭＤ1 として使用するためにレジスタに格納し
（ステップＡ１４）、当該位置・速度ループの処理を終
了する。以下、各位置・速度ループ処理周期Ｔｓ毎に図
４に記載された処理を実行する。
ＭＣＭＤに基づいてＤＤＡの処理を行い位置・速度ルー
プ処理周期の移動指令を求める（ステップＡ７）。な
お、作動開始時の最初のＩＴＰ１周期の期間は、レジス
タＲ２には移動指令ＭＣＭＤが記憶されていないから、
位置・速度ループの移動指令は「０」である。すなわ
ち、スムージング処理及びフィードフォワード処理のみ
が１ＩＴＰ周期先行して実行されることになる。ステッ
プＡ７の処理で求められた位置・速度ループ処理周期の
移動指令及びパルスコーター２４からの位置のフィード
バック量より、従来と同様の位置ループ処理を行い速度
指令Ｖｃ１を求め（ステップＡ８）、該速度指令にステ
ップＡ５で求めた位置のフィードフォワード量ＦＦｐを
加算し、位置のフィードフォワード処理をした速度指令
Ｖｃを求める（ステップＡ９）。この速度指令Ｖｃと速
度フィードバック信号により従来と同様の速度ループ処
理を行いトルク指令Ｔｃ１を求める（ステップＡ１
０）。また、当該周期で求めたスムージングデータＳＭ
Ｄ0 とレジスタに記憶する前周期のスムージングデータ
ＳＭＤ1 により上記３式の演算を行い速度のフィードフ
ォワード量ＦＦｖを求め（ステップＡ１１）、この速度
フィードフォワード量ＦＦｖをステップＡ１０で求めた
トルク指令Ｔｃ１に加算し、速度フィードフォワード制
御がされたトルク指令Ｔｃを求め（ステップＡ１２）、
電流ループにこのトルク指令Ｔｃを引き渡す（ステップ
Ａ１３）。そして、当該周期で求めたスムージングデー
タＳＭＤ0 を次の周期で１周期Ｔｓ前のスムージングデ
ータＳＭＤ1 として使用するためにレジスタに格納し
（ステップＡ１４）、当該位置・速度ループの処理を終
了する。以下、各位置・速度ループ処理周期Ｔｓ毎に図
４に記載された処理を実行する。
【００２３】上記実施例では、スムージング処理を当該
位置・速度ループ周期のスムージングデータＳＭＤ0 よ
り１周期前（過去）のスムージングデータＳＭＤ1 を用
いて位置のフィードフォワードＦＦｐを求めたが、当該
位置・速度ループ周期のスムージングデータより１周期
先（未来）のスムージングデータを用いて位置のフィー
ドフォワードＦＦｐを求めてもよい。この場合の位置・
速度ループの処理は図５に示す処理となる。
位置・速度ループ周期のスムージングデータＳＭＤ0 よ
り１周期前（過去）のスムージングデータＳＭＤ1 を用
いて位置のフィードフォワードＦＦｐを求めたが、当該
位置・速度ループ周期のスムージングデータより１周期
先（未来）のスムージングデータを用いて位置のフィー
ドフォワードＦＦｐを求めてもよい。この場合の位置・
速度ループの処理は図５に示す処理となる。
【００２４】この図５と図４の違いは、図４のステップ
Ａ１，Ａ５，Ａ１１，Ａ１４に対応するステップＢ１，
Ｂ５，Ｂ１１，Ｂ１４が相違し、ステップＢ１５が付加
されている点である。図４のステップＡ１ではカウンタ
Ｃの値がＮ／２以下の時ステップＡ２に移行するように
したが図５のこのステップに対応するステップＢ１では
カウンタＣの値がＮ／２より小さくなった時ステップＢ
２に移行するようにし、スムージング処理を位置・速度
ループ周期１周期早くした処理を行うようにしている。
すなわち、カウンタＣはＩＴＰ周期毎「０」にセットさ
れ位置・速度ループ処理周期毎「１」加算されるもので
あるから（ステップＡ６，Ｂ６参照）、ステップＡ１，
Ｂ１の判断は１ＩＴＰ周期内において当該位置・速度ル
ープ周期が前半部に属するのか後半部に属するのかを判
断し、前半であればステップＡ２，Ｂ２に、後半であれ
ばステップＡ３，Ｂ３に移行するものである。そして、
位置・速度ループにおける移動指令はレジスタＲ２に記
憶されたＩＴＰ周期の移動指令ＭＣＭＤによって行われ
るものであるから（ステップＡ７，Ｂ７参照）、当該Ｉ
ＴＰ周期より１ＩＴＰ周期前（過去）の移動指令ＭＣＭ
Ｄを記憶するレジスタＲ３の値をレジスタＲ２に記憶す
る値から減じてアキュムレータＳＵＭに加算するステッ
プＡ２，Ｂ３の処理は１つ前のＩＴＰ周期の移動指令か
ら当該周期の移動指令に移行する際に位置・速度ループ
の移動指令が大きく変化しないようにスムージング処理
を行うものである。また、ステップＡ３，Ｂ３の処理は
当該ＩＴＰ周期の移動指令から次の周期（未来）の移動
指令の処理に移行する際にスムージングに移行させるた
めの処理であり、ステップＡ１に比べステップＢ１は１
周期だけ早くステップＢ２からステップＢ３に移行させ
るということは、図４に比べ図５の処理は１位置・速度
ループ処理だけ進んだスムージング処理が行われること
を意味する。
Ａ１，Ａ５，Ａ１１，Ａ１４に対応するステップＢ１，
Ｂ５，Ｂ１１，Ｂ１４が相違し、ステップＢ１５が付加
されている点である。図４のステップＡ１ではカウンタ
Ｃの値がＮ／２以下の時ステップＡ２に移行するように
したが図５のこのステップに対応するステップＢ１では
カウンタＣの値がＮ／２より小さくなった時ステップＢ
２に移行するようにし、スムージング処理を位置・速度
ループ周期１周期早くした処理を行うようにしている。
すなわち、カウンタＣはＩＴＰ周期毎「０」にセットさ
れ位置・速度ループ処理周期毎「１」加算されるもので
あるから（ステップＡ６，Ｂ６参照）、ステップＡ１，
Ｂ１の判断は１ＩＴＰ周期内において当該位置・速度ル
ープ周期が前半部に属するのか後半部に属するのかを判
断し、前半であればステップＡ２，Ｂ２に、後半であれ
ばステップＡ３，Ｂ３に移行するものである。そして、
位置・速度ループにおける移動指令はレジスタＲ２に記
憶されたＩＴＰ周期の移動指令ＭＣＭＤによって行われ
るものであるから（ステップＡ７，Ｂ７参照）、当該Ｉ
ＴＰ周期より１ＩＴＰ周期前（過去）の移動指令ＭＣＭ
Ｄを記憶するレジスタＲ３の値をレジスタＲ２に記憶す
る値から減じてアキュムレータＳＵＭに加算するステッ
プＡ２，Ｂ３の処理は１つ前のＩＴＰ周期の移動指令か
ら当該周期の移動指令に移行する際に位置・速度ループ
の移動指令が大きく変化しないようにスムージング処理
を行うものである。また、ステップＡ３，Ｂ３の処理は
当該ＩＴＰ周期の移動指令から次の周期（未来）の移動
指令の処理に移行する際にスムージングに移行させるた
めの処理であり、ステップＡ１に比べステップＢ１は１
周期だけ早くステップＢ２からステップＢ３に移行させ
るということは、図４に比べ図５の処理は１位置・速度
ループ処理だけ進んだスムージング処理が行われること
を意味する。
【００２５】そして、ステップＢ５におい、位置のフィ
ードフォワード量ＦＦｐを次の４式で求めている。
ードフォワード量ＦＦｐを次の４式で求めている。
【００２６】 ＦＦｐ＝α｛（１−ｋ）ＳＭＤ1 ＋ｋＳＭＤ0 ｝ …（４） この４式において、ＳＭＤ1 は前周期で求めたスムージ
ングデータであり、ＳＭＤ0 は当該周期で求めたスムー
ジングデータである。そして、図４に示す処理による位
置のフィードフォワード量ＦＦｐを求める２式と比較す
ると、ＳＭＤ1とＳＭＤ0 が逆になっている。しかし、
上述したように、ステップＢ１〜Ｂ４のスムージング処
理は図４のステップＡ１〜Ａ４のスムージング処理より
１周期Ｔｓだけ勧められているので、４式のＳＭＤ1 は
２式のＳＭＤ0 に対応する。さらに４式のＳＭＤ0 は４
式のＳＭＤ1 より１周期Ｔｓだけ先（未来）のスムージ
ングデータであること、及び、通常の位置，速度ループ
処理はステップＡ７，Ａ８，Ａ１０とステップＳＢ７，
Ｂ８，Ｂ１０が同じであり同一の処理が行われるもので
あることから、図５の処理による位置のフィードフォワ
ード量ＦＦｐは図４の処理に比べ当該周期のスムージン
グデータ（ＳＭＤ1 ）と１周期先（未来）スムージング
データ（ＳＭＤ0 ）により求められていることを意味す
る。
ングデータであり、ＳＭＤ0 は当該周期で求めたスムー
ジングデータである。そして、図４に示す処理による位
置のフィードフォワード量ＦＦｐを求める２式と比較す
ると、ＳＭＤ1とＳＭＤ0 が逆になっている。しかし、
上述したように、ステップＢ１〜Ｂ４のスムージング処
理は図４のステップＡ１〜Ａ４のスムージング処理より
１周期Ｔｓだけ勧められているので、４式のＳＭＤ1 は
２式のＳＭＤ0 に対応する。さらに４式のＳＭＤ0 は４
式のＳＭＤ1 より１周期Ｔｓだけ先（未来）のスムージ
ングデータであること、及び、通常の位置，速度ループ
処理はステップＡ７，Ａ８，Ａ１０とステップＳＢ７，
Ｂ８，Ｂ１０が同じであり同一の処理が行われるもので
あることから、図５の処理による位置のフィードフォワ
ード量ＦＦｐは図４の処理に比べ当該周期のスムージン
グデータ（ＳＭＤ1 ）と１周期先（未来）スムージング
データ（ＳＭＤ0 ）により求められていることを意味す
る。
【００２７】こうして位置のフィードフォワード量ＦＦ
ｐが求められると、図４の処理のステップＳＡ６〜Ａ１
０と同一の処理（ステップＢ６〜Ｂ１０）が行われ、ト
ルク指令Ｔｃ１が求められる。
ｐが求められると、図４の処理のステップＳＡ６〜Ａ１
０と同一の処理（ステップＢ６〜Ｂ１０）が行われ、ト
ルク指令Ｔｃ１が求められる。
【００２８】また、速度のフィードフォワード量ＦＦｖ
は、当該周期のスムージングデータＳＭＤ1 を記憶する
レジスタの値から、このスムージングデータＳＭＤ1 よ
り１周期先（過去）に求められ、レジスタに記憶されて
いるスムージングデータＳＭＤ2 によって、次の５式の
演算を行うことによって求める（ステップＢ１１）。
は、当該周期のスムージングデータＳＭＤ1 を記憶する
レジスタの値から、このスムージングデータＳＭＤ1 よ
り１周期先（過去）に求められ、レジスタに記憶されて
いるスムージングデータＳＭＤ2 によって、次の５式の
演算を行うことによって求める（ステップＢ１１）。
【００２９】 ＦＦｖ＝｛β´（Ｊｍ＋ＪL ）／Ｋｔ｝（ＳＭＤ1 −ＳＭＤ2 ） …（５） こうして求められた速度のフィードフォワード量ＦＦｖ
をステップＢ１０で求めたトルク指令Ｔｃ１に加算して
速度のフィードフォワード処理をしたトルク指令Ｔｃを
求め（ステップＢ１２）、電流ループに引き渡す。そし
て、次の周期のステップＢ５及びＢ１１で使用するため
に、レジスタに記憶されたスムージングデータＳＭＤ1
をスムージングデータＳＭＤ2 を記憶するレジスタに格
納し、スムージングデータＳＭＤ1 を記憶するレジスタ
にステップＢ４で求めたデータＳＭＤ0 を格納し当該位
置・速度ループの処理を終了する。以下、位置・速度ル
ープ処理周期毎上記処理を実行する。
をステップＢ１０で求めたトルク指令Ｔｃ１に加算して
速度のフィードフォワード処理をしたトルク指令Ｔｃを
求め（ステップＢ１２）、電流ループに引き渡す。そし
て、次の周期のステップＢ５及びＢ１１で使用するため
に、レジスタに記憶されたスムージングデータＳＭＤ1
をスムージングデータＳＭＤ2 を記憶するレジスタに格
納し、スムージングデータＳＭＤ1 を記憶するレジスタ
にステップＢ４で求めたデータＳＭＤ0 を格納し当該位
置・速度ループの処理を終了する。以下、位置・速度ル
ープ処理周期毎上記処理を実行する。
【００３０】なお、上記各実施例においては、速度のフ
ィードフォワード制御も実施する例を述べたが、必ずし
も速度のフィードフォワード制御は実施しなくてもよ
い。
ィードフォワード制御も実施する例を述べたが、必ずし
も速度のフィードフォワード制御は実施しなくてもよ
い。
【００３１】図６は、動特性を補正するパラメータｋの
値を変えて、位置ループのゲイン特性を実験して求めた
もので、（ａ）は上記パラメータｋを「０」に、（ｂ）
はｋ＝０．２５，、（ｃ）はｋ＝０．５としたときのゲ
イン特性を示している。
値を変えて、位置ループのゲイン特性を実験して求めた
もので、（ａ）は上記パラメータｋを「０」に、（ｂ）
はｋ＝０．２５，、（ｃ）はｋ＝０．５としたときのゲ
イン特性を示している。
【００３２】また、図７，図８，図９は、機械系の特性
の相違として、サーボモータと該サーボモータに接続さ
れた機械（軸）間に捩じれがある場合の制御対象につい
てシミュレーションした結果を表す応答特性である。図
７，図８は上記パラメータｋの値を「０」としてシミュ
レーションしたときの特性で、図７は機械系の共振周波
数が８０Ｈｚで、図８は機械系の共振周波数が２００Ｈ
ｚでの場合である。この図７，図８の応答特性から明ら
かのように、機械系の剛性（捩じれ）の相違によって応
答性が異なっている。一方、図９は、機械系の共振周波
数が２００Ｈｚの場合で、上記パラメータｋを「０．
４」として制御したときの応答特性である。この図９と
図７を比較して明らかのように、図９と図７の応答特性
はほとんど差ないことがわかる。このことは、機械系の
動特性が異なる場合でも上記パラメータｋの値を調整し
て、サーボ制御回路をも含めた指令に対する機械間での
動特性をほとんど同一とし、ほとんど同一の応答特性を
得ることができることを意味している。
の相違として、サーボモータと該サーボモータに接続さ
れた機械（軸）間に捩じれがある場合の制御対象につい
てシミュレーションした結果を表す応答特性である。図
７，図８は上記パラメータｋの値を「０」としてシミュ
レーションしたときの特性で、図７は機械系の共振周波
数が８０Ｈｚで、図８は機械系の共振周波数が２００Ｈ
ｚでの場合である。この図７，図８の応答特性から明ら
かのように、機械系の剛性（捩じれ）の相違によって応
答性が異なっている。一方、図９は、機械系の共振周波
数が２００Ｈｚの場合で、上記パラメータｋを「０．
４」として制御したときの応答特性である。この図９と
図７を比較して明らかのように、図９と図７の応答特性
はほとんど差ないことがわかる。このことは、機械系の
動特性が異なる場合でも上記パラメータｋの値を調整し
て、サーボ制御回路をも含めた指令に対する機械間での
動特性をほとんど同一とし、ほとんど同一の応答特性を
得ることができることを意味している。
【００３３】
【発明の効果】本発明は、サーボモータで駆動される機
械系の動特性が異なる場合でも、位置のフィードフォワ
ード量を上記パラメータｋの値を調整することによって
調整し、指令に対する機械の応答特性をほとんど同一に
することができる。そのため、動特性がことなる２つの
機械系を同時補間して駆動するような場合でも、各機械
の応答特性が同一になるから正確な制御，正確な動作を
行うことができ、工作機械等の場合には、加工精度を向
上させることができる。
械系の動特性が異なる場合でも、位置のフィードフォワ
ード量を上記パラメータｋの値を調整することによって
調整し、指令に対する機械の応答特性をほとんど同一に
することができる。そのため、動特性がことなる２つの
機械系を同時補間して駆動するような場合でも、各機械
の応答特性が同一になるから正確な制御，正確な動作を
行うことができ、工作機械等の場合には、加工精度を向
上させることができる。
【図１】本発明の一実施例におけるフィードフォワード
制御を行なうサーボ系のブロック図である。
制御を行なうサーボ系のブロック図である。
【図２】本発明の方式を実施するサーボモータ制御系の
ブロック図である。
ブロック図である。
【図３】本発明の一実施例における分配周期毎にディジ
タルサーボ回路のプロセッサが実施する処理のフローチ
ャートである。
タルサーボ回路のプロセッサが実施する処理のフローチ
ャートである。
【図４】本発明の第１の実施例における位置・速度ルー
プ処理周期毎にディジタルサーボ回路のプロセッサが実
施する処理のフローチャートである。
プ処理周期毎にディジタルサーボ回路のプロセッサが実
施する処理のフローチャートである。
【図５】本発明の第２の実施例における位置・速度ルー
プ処理周期毎にディジタルサーボ回路のプロセッサが実
施する処理のフローチャートである。
プ処理周期毎にディジタルサーボ回路のプロセッサが実
施する処理のフローチャートである。
【図６】第１の実施例において機械系の動特性を補正す
るパラメータｋの値を変えて、実験したときの位置ルー
プのゲイン特性を表す図である。
るパラメータｋの値を変えて、実験したときの位置ルー
プのゲイン特性を表す図である。
【図７】第１の実施例において機械系の共振周波数が８
０Ｈｚでパラメータｋの値を「０」としてシミュレーシ
ョンしたときの応答特性を表す図である。
０Ｈｚでパラメータｋの値を「０」としてシミュレーシ
ョンしたときの応答特性を表す図である。
【図８】第１の実施例において機械系の共振周波数が２
００Ｈｚでパラメータｋの値を「０」としてシミュレー
ションしたときの応答特性を表す図である。
００Ｈｚでパラメータｋの値を「０」としてシミュレー
ションしたときの応答特性を表す図である。
【図９】第１の実施例において機械系の共振周波数が２
００Ｈｚでパラメータｋの値を「０．４」としてシミュ
レーションしたときの応答特性を表す図である。
００Ｈｚでパラメータｋの値を「０．４」としてシミュ
レーションしたときの応答特性を表す図である。
ＦＦｐ 位置のフィードフォワード量 ＦＦｖ 速度のフィードフォワード量 ｋ 機械の動特性を補正するパラメータ ２４ パルスコーダ
Claims (3)
- 【請求項１】 位置のフィードフォワード制御を行って
サーボモータを制御する制御方式において、位置・速度
ループ周期毎に先行スムージング処理を行いスムージン
グデータを求め、当該位置・速度ループ処理に対応する
スムージングデータをＳＭＤ0 ，１周期前のスムージン
グデータをＳＭＤ1 ，フィードフォワード係数をα，パ
ラメータをｋとしたとき、次の演算を行い、 ＦＦｐ＝α｛（１−ｋ）ＳＭＤ0 ＋ｋＳＭＤ1 ｝ 位置のフィードフォワード量ＦＦｐを求め、速度指令を
補正し、かつ、上記パラメータｋは指令からサーボモー
タによって駆動される機械までの動特性を所望の特性に
なるように調整して決められていることを特徴とするサ
ーボモータの制御方式。 - 【請求項２】 位置のフィードフォワード制御を行って
サーボモータを制御する制御方式において、位置・速度
ループ周期毎に先行スムージング処理を行いスムージン
グデータを求め、当該位置・速度ループ処理に対応する
スムージングデータをＳＭＤ0 ，１周期先のスムージン
グデータをＳＭＤ2 ，フィードフォワード係数をα，パ
ラメータをｋとしたとき、次の演算を行い、 ＦＦｐ＝α｛（１−ｋ）ＳＭＤ0 ＋ｋＳＭＤ2 ｝ 位置のフィードフォワード量ＦＦｐを求め、速度指令を
補正し、かつ、上記パラメータｋを調整して指令からサ
ーボモータによって駆動される機械までの動特性を所望
の特性に調整して決められていることを特徴とするサー
ボモータの制御方式。 - 【請求項３】 スムージングデータを微分して、速度の
フィードフォワード量を求め、トルク指令を補正する請
求項１若しくは請求項２記載のサーボモータの制御方
式。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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