JPH06102904A - 適応制御サーボ方法及び装置 - Google Patents
適応制御サーボ方法及び装置Info
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- JPH06102904A JPH06102904A JP25253792A JP25253792A JPH06102904A JP H06102904 A JPH06102904 A JP H06102904A JP 25253792 A JP25253792 A JP 25253792A JP 25253792 A JP25253792 A JP 25253792A JP H06102904 A JPH06102904 A JP H06102904A
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- servo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、適応制御サーボ方法及び装置に関
し、特に、周期的外乱（サーボオーダとして意味を有す
る）を含むサーボオーダ信号の周波数特性に応じた補正
信号を印加することにより追従エラーを減少させること
を特徴とする。 【構成】 本発明による適応制御サーボ方法及び装置
は、サーボオーダ信号(1)の周波数特性を分析し、この
特性に応じた補正信号ｃ（ω）をサーボ制御器(6)に取
り込む構成である。
し、特に、周期的外乱（サーボオーダとして意味を有す
る）を含むサーボオーダ信号の周波数特性に応じた補正
信号を印加することにより追従エラーを減少させること
を特徴とする。 【構成】 本発明による適応制御サーボ方法及び装置
は、サーボオーダ信号(1)の周波数特性を分析し、この
特性に応じた補正信号ｃ（ω）をサーボ制御器(6)に取
り込む構成である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、適応制御サーボ方法及
び装置に関し、特に、周期的外乱を含むサーボオーダ信
号の周波数特性に応じた補正信号を印加することにより
追従エラーを減少させるための新規な改良に関する。
び装置に関し、特に、周期的外乱を含むサーボオーダ信
号の周波数特性に応じた補正信号を印加することにより
追従エラーを減少させるための新規な改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、用いられていたこの種の適応制御
の方法としては、例えば、図６で示される波形図のよう
に、船体動揺を外乱と見なし、あらかじめ補正ゲインと
して過去の経験（確率的）から得られた周波数及び補正
量が固定値としてサーボ制御系に加えられていた。
の方法としては、例えば、図６で示される波形図のよう
に、船体動揺を外乱と見なし、あらかじめ補正ゲインと
して過去の経験（確率的）から得られた周波数及び補正
量が固定値としてサーボ制御系に加えられていた。
【０００３】また、他の従来方法としては、図８に示さ
れるように、指令値であるサーボオーダ信号１が減算器
２に入力されて、出力３からのフィードバック信号４と
の差により得られたエラー信号５はサーボ制御器６に入
力されている。
れるように、指令値であるサーボオーダ信号１が減算器
２に入力されて、出力３からのフィードバック信号４と
の差により得られたエラー信号５はサーボ制御器６に入
力されている。
【０００４】前記サーボ制御器６には、前記フィードバ
ック信号４から得られた速度フィードバック信号４ａ及
び位置フィードバック信号４ｂが可変ゲイン設定器７に
入力して得られた補正信号８（図７で示されるように、
前記各信号４ａ，４ｂに応じて時々刻々ゲインが変動す
る）が前記サーボ制御器６に印加されている。
ック信号４から得られた速度フィードバック信号４ａ及
び位置フィードバック信号４ｂが可変ゲイン設定器７に
入力して得られた補正信号８（図７で示されるように、
前記各信号４ａ，４ｂに応じて時々刻々ゲインが変動す
る）が前記サーボ制御器６に印加されている。
【０００５】前記サーボ制御器６のサーボ出力６ａはサ
ーボ増幅器９を介して増幅された後、負荷である制御対
象１０に印加されてこの制御対象の制御が行われる。
ーボ増幅器９を介して増幅された後、負荷である制御対
象１０に印加されてこの制御対象の制御が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の適応制御サーボ
方法は、以上のように構成されていたため、次のような
課題が存在していた。すなわち、一方の従来例において
は、過去の経験から得られた周波数及び補正量が固定値
であるため、船の動揺による周期や振幅が変化した場合
には、必要とする最適補正ゲインから外れ、追従精度を
上げることが困難であった。また、他方の従来例の場
合、フィードバック信号を基にして得られた補正信号を
用いているため、信号のレベル値のみを用いていること
になり、船の動揺によりサーボオーダ信号に重畳してく
る周波数成分を考慮した補正を行うことができず、追従
エラーを減少させることは極めて困難であった。
方法は、以上のように構成されていたため、次のような
課題が存在していた。すなわち、一方の従来例において
は、過去の経験から得られた周波数及び補正量が固定値
であるため、船の動揺による周期や振幅が変化した場合
には、必要とする最適補正ゲインから外れ、追従精度を
上げることが困難であった。また、他方の従来例の場
合、フィードバック信号を基にして得られた補正信号を
用いているため、信号のレベル値のみを用いていること
になり、船の動揺によりサーボオーダ信号に重畳してく
る周波数成分を考慮した補正を行うことができず、追従
エラーを減少させることは極めて困難であった。
【０００７】本発明は、以上のような課題を解決するた
めになされたもので、特に、周期的外乱を含むサーボオ
ーダ信号の周波数特性に応じた補正信号を印加すること
により追従エラーを減少させるようにした適応制御サー
ボ方法及び装置を提供することを目的とする。
めになされたもので、特に、周期的外乱を含むサーボオ
ーダ信号の周波数特性に応じた補正信号を印加すること
により追従エラーを減少させるようにした適応制御サー
ボ方法及び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】本発明による適応制御サ
ーボ方法は、周期的外乱（サーボオーダとして意味を有
する）を含むサーボオーダ信号によりサーボ制御器を介
して制御対象を制御するようにした適応制御サーボ方法
において、前記サーボオーダ信号の周波数特性を分析
し、前記周波数特性に応じたゲイン補正値を補正信号と
して前記サーボ制御器に取り込む方法である。
ーボ方法は、周期的外乱（サーボオーダとして意味を有
する）を含むサーボオーダ信号によりサーボ制御器を介
して制御対象を制御するようにした適応制御サーボ方法
において、前記サーボオーダ信号の周波数特性を分析
し、前記周波数特性に応じたゲイン補正値を補正信号と
して前記サーボ制御器に取り込む方法である。
【０００９】また、本発明による適応制御サーボ装置
は、周期的外乱を含むサーボオーダ信号によりサーボ制
御器を介して制御対象を制御するようにした適応制御サ
ーボ装置において、前記サーボオーダ信号の周波数特性
信号処理を行うための周波数特性信号処理器と、前記周
波数特性信号処理器からの情報信号と前記サーボオーダ
信号に基づいて得られたエラー信号とが印加される可変
ゲイン設定器と、により適応制御部を構成し、前記可変
ゲイン設定器からの補正信号を前記サーボ制御器に印加
するようにした構成である。
は、周期的外乱を含むサーボオーダ信号によりサーボ制
御器を介して制御対象を制御するようにした適応制御サ
ーボ装置において、前記サーボオーダ信号の周波数特性
信号処理を行うための周波数特性信号処理器と、前記周
波数特性信号処理器からの情報信号と前記サーボオーダ
信号に基づいて得られたエラー信号とが印加される可変
ゲイン設定器と、により適応制御部を構成し、前記可変
ゲイン設定器からの補正信号を前記サーボ制御器に印加
するようにした構成である。
【００１０】さらに詳細には、前記情報信号は、前記サ
ーボオーダ信号のスペクトラム分布の分散ｖ、ピーク値
ｐ及びピーク値周波数ｆよりなる構成である。
ーボオーダ信号のスペクトラム分布の分散ｖ、ピーク値
ｐ及びピーク値周波数ｆよりなる構成である。
【００１１】
【作用】本発明による適応制御サーボ方法及び装置にお
いては、まず、入力信号であるサーボオーダ信号の特性
に応じた最適ゲイン補正値を決定するために、周波数特
性信号処理器でサーボオーダ信号を周波数特性分析（Ｆ
ＦＴ）し、その後、そのスペクトラム分布の分散ｖ、ピ
ーク値ｐ及びピーク値周波数ｆ（何れも図２に示す）を
算出し、分布形状から周期的信号か否かの検定を行い、
有意であれば、これらの分散ｖ、ピーク値ｐ及びピーク
値周波数ｆからなる情報信号及びサーボ制御器に入力さ
れるエラー信号（極性とエラー量）から、最適ゲイン補
正値を決定する為の関数Ｆ（v,p,f,E）をあらかじめ設
定しておいた可変ゲイン設定器にて補正信号ｃ（ω）を
発生させる。すなわち、前述のサーボオーダ信号が周期
的信号であるか検定によって判定されたら、その分布の
情報（v,p,f,）を基に、可変ゲイン設定器で補正信号ｃ
（ω）を決定する。この補正信号ｃ（ω）は、ピーク値
周波数ｆを変数としたゲイン特性を基本補正ゲインｃ
（ｆ）とし、一般的には、次の関係を持たせた補正ゲイ
ン関数とする。 ［入力信号（入力）］ ←→ ［補正信号（出力）］ ピーク値周波数ｆ ・・・・→ ω＝ｆ ∴ｃ（ｆ）＝基本補正ゲイン ピーク値ｐ →大 ・・・・→ ｃ（ｆ）→大 分散ｖ →小 ・・・・→ ｃ（ｆ）→大 エラーＥ極性→(+) ・・・・→ ｃ（ｆ）→小 エラーＥ極性→(-) ・・・・→ ｃ（ｆ）→大 エラーＥ量 →大 ・・・・→ ｃ（ｆ）→小 従って、前述の補正信号ｃ（ω）をサーボ制御器に印加
することにより、サーボオーダ信号のサーボ追従特性を
向上させることができ、船等の動揺の周期や振幅が変化
した場合でも最適な適応制御を行うことができる。
いては、まず、入力信号であるサーボオーダ信号の特性
に応じた最適ゲイン補正値を決定するために、周波数特
性信号処理器でサーボオーダ信号を周波数特性分析（Ｆ
ＦＴ）し、その後、そのスペクトラム分布の分散ｖ、ピ
ーク値ｐ及びピーク値周波数ｆ（何れも図２に示す）を
算出し、分布形状から周期的信号か否かの検定を行い、
有意であれば、これらの分散ｖ、ピーク値ｐ及びピーク
値周波数ｆからなる情報信号及びサーボ制御器に入力さ
れるエラー信号（極性とエラー量）から、最適ゲイン補
正値を決定する為の関数Ｆ（v,p,f,E）をあらかじめ設
定しておいた可変ゲイン設定器にて補正信号ｃ（ω）を
発生させる。すなわち、前述のサーボオーダ信号が周期
的信号であるか検定によって判定されたら、その分布の
情報（v,p,f,）を基に、可変ゲイン設定器で補正信号ｃ
（ω）を決定する。この補正信号ｃ（ω）は、ピーク値
周波数ｆを変数としたゲイン特性を基本補正ゲインｃ
（ｆ）とし、一般的には、次の関係を持たせた補正ゲイ
ン関数とする。 ［入力信号（入力）］ ←→ ［補正信号（出力）］ ピーク値周波数ｆ ・・・・→ ω＝ｆ ∴ｃ（ｆ）＝基本補正ゲイン ピーク値ｐ →大 ・・・・→ ｃ（ｆ）→大 分散ｖ →小 ・・・・→ ｃ（ｆ）→大 エラーＥ極性→(+) ・・・・→ ｃ（ｆ）→小 エラーＥ極性→(-) ・・・・→ ｃ（ｆ）→大 エラーＥ量 →大 ・・・・→ ｃ（ｆ）→小 従って、前述の補正信号ｃ（ω）をサーボ制御器に印加
することにより、サーボオーダ信号のサーボ追従特性を
向上させることができ、船等の動揺の周期や振幅が変化
した場合でも最適な適応制御を行うことができる。
【００１２】
【実施例】以下、図面と共に本発明による適応制御サー
ボ方法及び装置の好適な実施例について詳細に説明す
る。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付
して説明する。図１から図５迄は、本発明による適応制
御サーボ装置を示すもので、図１はブロック図、図２は
図１の要部を詳細に示すブロック図、図３から図５は入
力信号であるサーボオーダ信号及びエラー信号から得た
補正信号を示す波形図である。
ボ方法及び装置の好適な実施例について詳細に説明す
る。なお、従来例と同一又は同等部分には同一符号を付
して説明する。図１から図５迄は、本発明による適応制
御サーボ装置を示すもので、図１はブロック図、図２は
図１の要部を詳細に示すブロック図、図３から図５は入
力信号であるサーボオーダ信号及びエラー信号から得た
補正信号を示す波形図である。
【００１３】図１及び図２において、指令値であるサー
ボオーダ信号１が減算器２に入力されて、出力３からの
フィードバック信号４との差により得られたエラー信号
５はサーボ制御器６に入力されている。
ボオーダ信号１が減算器２に入力されて、出力３からの
フィードバック信号４との差により得られたエラー信号
５はサーボ制御器６に入力されている。
【００１４】前記減算器２には出力３からのフィードバ
ック信号４が印加され、前記サーボオーダ信号１は周波
数特性信号処理器２０に印加され、この処理器２０から
の情報信号２１及び前記エラー信号５は可変ゲイン設定
器７に印加されている。
ック信号４が印加され、前記サーボオーダ信号１は周波
数特性信号処理器２０に印加され、この処理器２０から
の情報信号２１及び前記エラー信号５は可変ゲイン設定
器７に印加されている。
【００１５】前記周波数特性信号処理器２０及び可変ゲ
イン設定器７により適応制御部２２を構成し、この設定
器７から得られた補正信号ｃ（ω）は前記サーボ制御器
６に印加され、このサーボ制御器６のサーボ出力６ａは
サーボ増幅器９を介して負荷である制御対象１０に印加
されている。
イン設定器７により適応制御部２２を構成し、この設定
器７から得られた補正信号ｃ（ω）は前記サーボ制御器
６に印加され、このサーボ制御器６のサーボ出力６ａは
サーボ増幅器９を介して負荷である制御対象１０に印加
されている。
【００１６】次に、前述の構成において、実際にサーボ
系の適応制御を行う場合について説明する。まず、入力
信号であるサーボオーダ信号１の特性に応じた最適ゲイ
ン補正値を決定するために、周波数特性信号処理器でフ
ーリエ変換によりサーボオーダ信号１を周波数特性分析
（ＦＦＴ）し、その後、そのスペクトラム分布の分散
ｖ、ピーク値ｐ、及びピーク値周波数ｆを算出し、この
スペクトラム分布形状から周期的信号か否かの検定を行
い、有意であれば、これらの分散ｖ、ピーク値ｐ及びピ
ーク値周波数ｆからなる情報信号２１及びサーボ制御器
６に入力されるエラー信号５（後述の極性とエラー量）
から、最適ゲイン補正値を決定する為の関数Ｆ（v,p,f,
E）をあらかじめ設定しておいた可変ゲイン設定器にて
演算し補正信号ｃ（ω）を発生させる。
系の適応制御を行う場合について説明する。まず、入力
信号であるサーボオーダ信号１の特性に応じた最適ゲイ
ン補正値を決定するために、周波数特性信号処理器でフ
ーリエ変換によりサーボオーダ信号１を周波数特性分析
（ＦＦＴ）し、その後、そのスペクトラム分布の分散
ｖ、ピーク値ｐ、及びピーク値周波数ｆを算出し、この
スペクトラム分布形状から周期的信号か否かの検定を行
い、有意であれば、これらの分散ｖ、ピーク値ｐ及びピ
ーク値周波数ｆからなる情報信号２１及びサーボ制御器
６に入力されるエラー信号５（後述の極性とエラー量）
から、最適ゲイン補正値を決定する為の関数Ｆ（v,p,f,
E）をあらかじめ設定しておいた可変ゲイン設定器にて
演算し補正信号ｃ（ω）を発生させる。
【００１７】すなわち、前述のサーボオーダ信号１が周
期的信号であるか否かが検定によって判定されたら、そ
の分布の情報信号２１（v,p,f,）及びサーボ制御器６に
入力されるエラー信号５を基に、可変ゲイン設定器７で
補正信号ｃ（ω）を決定する。この補正信号ｃ（ω）
は、ピーク値周波数ｆを変数としたゲイン特性を基本補
正ゲインｃ（ｆ）とし、一般的には、次の関係を持たせ
た補正ゲイン関数とする。
期的信号であるか否かが検定によって判定されたら、そ
の分布の情報信号２１（v,p,f,）及びサーボ制御器６に
入力されるエラー信号５を基に、可変ゲイン設定器７で
補正信号ｃ（ω）を決定する。この補正信号ｃ（ω）
は、ピーク値周波数ｆを変数としたゲイン特性を基本補
正ゲインｃ（ｆ）とし、一般的には、次の関係を持たせ
た補正ゲイン関数とする。
【００１８】 ［入力信号(サーボオーダ信号)］←→ ［補正信号ｃ（ω）］ （入力） （出力） ピーク値周波数ｆ ・・・・→ ω＝ｆ ∴ｃ（ｆ）＝基本補正ゲイン ピーク値ｐ →大 ・・・・→ ｃ（ｆ）→大 分散ｖ →小 ・・・・→ ｃ（ｆ）→大 エラーＥ極性→(+) ・・・・→ ｃ（ｆ）→小 エラーＥ極性→(-) ・・・・→ ｃ（ｆ）→大 エラーＥ量 →大 ・・・・→ ｃ（ｆ）→小 従って、前述の補正信号ｃ（ω）をサーボ制御器６に印
加することにより、船等に載置した機器におけるサーボ
オーダ信号１のサーボ追従特性を向上させることがで
き、船等の動揺の周期や振幅が変化した場合でも最適な
適応制御を行うことができる。
加することにより、船等に載置した機器におけるサーボ
オーダ信号１のサーボ追従特性を向上させることがで
き、船等の動揺の周期や振幅が変化した場合でも最適な
適応制御を行うことができる。
【００１９】
【実験例】入力信号であるサーボオーダ信号１を周波数
特性信号処理器２０でフーリェ変換して得られたスペク
トラム分布に基づく情報信号２１を印加し、可変ゲイン
設定器７から出力される補正信号ｃ（ω）を用いて制御
した際の実際の補正信号ｃ（ω）の例は図３，４，５の
通りである。すなわち、図３のパターンIの場合は、エ
ラー信号５がＥ＝−１°（角度誤差）の状態、図４のパ
ターンIIの場合は、エラー信号５がＥ＝−１°（角度誤
差）の状態、図５のパターンIIIの場合は、エラー信号
５がＥ＝＋１°（角度誤差）の状態における各補正信号
ｃ（ω）の波形図を示している。
特性信号処理器２０でフーリェ変換して得られたスペク
トラム分布に基づく情報信号２１を印加し、可変ゲイン
設定器７から出力される補正信号ｃ（ω）を用いて制御
した際の実際の補正信号ｃ（ω）の例は図３，４，５の
通りである。すなわち、図３のパターンIの場合は、エ
ラー信号５がＥ＝−１°（角度誤差）の状態、図４のパ
ターンIIの場合は、エラー信号５がＥ＝−１°（角度誤
差）の状態、図５のパターンIIIの場合は、エラー信号
５がＥ＝＋１°（角度誤差）の状態における各補正信号
ｃ（ω）の波形図を示している。
【００２０】
【発明の効果】本発明による適応制御サーボ方法及び装
置は、以上のように構成されているため、次のような効
果を得ることができる。すなわち、周期的外乱を含むサ
ーボオーダ信号に対し、この信号の周波数特性を分析
し、周波数特性に応じた最適ゲイン補正値を決定し、サ
ーボ系の補正信号として取り込むことで、サーボ追従エ
ラーを減少させ、船等に搭載した機器における高精度の
適応制御を行うことができる。
置は、以上のように構成されているため、次のような効
果を得ることができる。すなわち、周期的外乱を含むサ
ーボオーダ信号に対し、この信号の周波数特性を分析
し、周波数特性に応じた最適ゲイン補正値を決定し、サ
ーボ系の補正信号として取り込むことで、サーボ追従エ
ラーを減少させ、船等に搭載した機器における高精度の
適応制御を行うことができる。
【図１】本発明による適応制御サーボ装置を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図２】図１の要部を詳細に示すブロック図である。
【図３】サーボオーダ信号及びエラー信号から得た補正
信号を示す波形図である。
信号を示す波形図である。
【図４】サーボオーダ信号及びエラー信号から得た補正
信号を示す波形図である。
信号を示す波形図である。
【図５】サーボオーダ信号及びエラー信号から得た補正
信号を示す波形図である。
信号を示す波形図である。
【図６】従来の補正信号を示す波形図である。
【図７】従来の補正信号を示す波形図である。
【図８】従来の適応制御サーボ装置を示すブロック図で
ある。
ある。
１ サーボオーダ信号 ｃ（ω） 補正信号 ５ エラー信号 ６ サーボ制御器 ７ 可変ゲイン設定器 １０ 制御対象 ２０ 周波数特性信号処理器 ２１ 情報信号
Claims (3)
- 【請求項１】 周期的外乱（サーボオーダとして意味を
有する）を含むサーボオーダ信号(1)によりサーボ制御
器(6)を介して制御対象(10)を制御するようにした適応
制御サーボ方法において、前記サーボオーダ信号(1)の
周波数特性を分析し、前記周波数特性に応じたゲイン補
正値を補正信号ｃ（ω）として前記サーボ制御器(6)に
取り込むことを特徴とする適応制御サーボ方法。 - 【請求項２】 周期的外乱を含むサーボオーダ信号(1)
によりサーボ制御器(6)を介して制御対象(10)を制御す
るようにした適応制御サーボ装置において、前記サーボ
オーダ信号(1)の周波数特性信号処理を行うための周波
数特性信号処理器(20)と、前記周波数特性信号処理器(2
0)からの情報信号(21)と前記サーボオーダ信号(1)に基
づいて得られたエラー信号(5)とが印加される可変ゲイ
ン設定器(7)と、により適応制御部(22)を構成し、前記
可変ゲイン設定器(7)からの補正信号ｃ（ω）を前記サ
ーボ制御器(6)に印加する構成としたことを特徴とする
適応制御サーボ装置。 - 【請求項３】 前記情報信号(21)は、前記サーボオーダ
信号(1)のスペクトラム分布の分散ｖ、ピーク値ｐ及び
ピーク値周波数ｆよりなることを特徴とする請求項１記
載の適応制御サーボ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25253792A JPH06102904A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 適応制御サーボ方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25253792A JPH06102904A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 適応制御サーボ方法及び装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06102904A true JPH06102904A (ja) | 1994-04-15 |
Family
ID=17238756
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25253792A Pending JPH06102904A (ja) | 1992-09-22 | 1992-09-22 | 適応制御サーボ方法及び装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06102904A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6590358B1 (en) | 2000-11-01 | 2003-07-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Servocontrol device |
-
1992
- 1992-09-22 JP JP25253792A patent/JPH06102904A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6590358B1 (en) | 2000-11-01 | 2003-07-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Servocontrol device |
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