JPH06222839A - 位置制御装置 - Google Patents
位置制御装置Info
- Publication number
- JPH06222839A JPH06222839A JP2986893A JP2986893A JPH06222839A JP H06222839 A JPH06222839 A JP H06222839A JP 2986893 A JP2986893 A JP 2986893A JP 2986893 A JP2986893 A JP 2986893A JP H06222839 A JPH06222839 A JP H06222839A
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- Japan
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- areas
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Abstract
(57)【要約】
【目的】簡単な構成により、複数の領域の中間的な性質
を有する領域についても位置制御精度を高くし、領域が
変化しても操作力が連続となる位置制御装置を実現す
る。 【構成】指令、操作力、位置などの状態量から、機構特
性を明確にモデル化できるモデル化領域を制御するコン
トローラ１と、それと同時に動作する機構特性が過渡的
に変化する過渡変化領域を制御するコントローラ２を備
える。重み関数発器６は、モデル化領域と過渡変化領域
のいずれにあるか、その度合いを判断する領域判定手段
５の出力から重みゲインαを決定する。
を有する領域についても位置制御精度を高くし、領域が
変化しても操作力が連続となる位置制御装置を実現す
る。 【構成】指令、操作力、位置などの状態量から、機構特
性を明確にモデル化できるモデル化領域を制御するコン
トローラ１と、それと同時に動作する機構特性が過渡的
に変化する過渡変化領域を制御するコントローラ２を備
える。重み関数発器６は、モデル化領域と過渡変化領域
のいずれにあるか、その度合いを判断する領域判定手段
５の出力から重みゲインαを決定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、精密工作機械や半導体
製造用超精密位置決め装置などの位置制御装置に関する
ものである。
製造用超精密位置決め装置などの位置制御装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の位置制御装置では、機構の特性を
一つあるいは複数領域でモデル化し、各モデルに対する
コントローラを備え、領域を判定して複数のコントロー
ラの出力から一つをスイッチで選択し、操作力を決定し
ていた。まず、位置に依存して機構の特性が変化する例
を示す。図２は機構の（力−変位）特性であり、この例
では平衡点ｏの近傍で線形なバネ特性を示す領域、変
位に依らず一定摩擦力となる領域、およびこれらの中
間的な性質を示す領域に区分される。図３はは領域
に対する位置制御系の動特性モデルであり、図４は領域
に対する動特性モデルである。領域に対する動特性
モデルは図示することがむずかしい。領域との動特
性モデルは明確に異なっており、異なるコントローラで
制御する必要がある。一方、領域の動特性モデルは、
領域の特性からの特性へ過渡的に変化し、一つの動
特性モデルで表すことがむずかしい。図２〜図４に示し
た機構特性を有する位置制御装置の、従来の構成例を、
図５のブロック線図に示す。全ての領域、この例では領
域〜、に対し、独立したコントローラを設け、これ
らの出力をコントローラ切り替えスイッチにより選択す
る。コントローラの選択は、領域判定回路の出力である
領域判定信号で決定される。すべての領域がモデル化領
域で明確に分離できるとき、この制御装置は有効に作動
する。
一つあるいは複数領域でモデル化し、各モデルに対する
コントローラを備え、領域を判定して複数のコントロー
ラの出力から一つをスイッチで選択し、操作力を決定し
ていた。まず、位置に依存して機構の特性が変化する例
を示す。図２は機構の（力−変位）特性であり、この例
では平衡点ｏの近傍で線形なバネ特性を示す領域、変
位に依らず一定摩擦力となる領域、およびこれらの中
間的な性質を示す領域に区分される。図３はは領域
に対する位置制御系の動特性モデルであり、図４は領域
に対する動特性モデルである。領域に対する動特性
モデルは図示することがむずかしい。領域との動特
性モデルは明確に異なっており、異なるコントローラで
制御する必要がある。一方、領域の動特性モデルは、
領域の特性からの特性へ過渡的に変化し、一つの動
特性モデルで表すことがむずかしい。図２〜図４に示し
た機構特性を有する位置制御装置の、従来の構成例を、
図５のブロック線図に示す。全ての領域、この例では領
域〜、に対し、独立したコントローラを設け、これ
らの出力をコントローラ切り替えスイッチにより選択す
る。コントローラの選択は、領域判定回路の出力である
領域判定信号で決定される。すべての領域がモデル化領
域で明確に分離できるとき、この制御装置は有効に作動
する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】一般に機構特性を明確
にモデル化できる領域（モデル化領域）と機構特性が過
渡的に変化する領域（過渡変化領域）とに区別される。
前者については従来の制御で良い。しかし、従来技術で
は、二つの領域の中間的な性質を有する過渡変化領域に
ついては位置制御精度が低く、領域が変化する場合に操
作力も不連続に変化し位置制御精度が低い、という問題
点が生ずる。そこで本発明は、簡単な構成により、複数
の領域の中間的な性質を有する領域についても位置制御
精度を高くし、領域が変化しても操作力が連続となる位
置制御装置を実現することを目的とする。
にモデル化できる領域（モデル化領域）と機構特性が過
渡的に変化する領域（過渡変化領域）とに区別される。
前者については従来の制御で良い。しかし、従来技術で
は、二つの領域の中間的な性質を有する過渡変化領域に
ついては位置制御精度が低く、領域が変化する場合に操
作力も不連続に変化し位置制御精度が低い、という問題
点が生ずる。そこで本発明は、簡単な構成により、複数
の領域の中間的な性質を有する領域についても位置制御
精度を高くし、領域が変化しても操作力が連続となる位
置制御装置を実現することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、力を操作する
ことで機構の位置を制御し、機構が複数の位置領域でそ
れぞれ異なる特性を有する位置制御装置において、指
令、操作力、位置などの状態量から、機構特性を明確に
モデル化できるモデル化領域を制御する第１のコントロ
ーラと、前記第１のコントローラと独立かつ同時に動作
するコントローラであって、指令、操作力、位置などの
状態量から、機構特性が過渡的に変化する過渡変化領域
を制御する第２のコントローラと、指令、操作力、位置
などの状態量から、被制御対象が前記モデル化領域と前
記過渡変化領域のいずれにあるか、その度合いを判断す
る領域判定手段と、前記第１のコントローラの出力に乗
ずる重みゲインと、前記第２のコントローラの出力に乗
ずる重みゲインと、前記各重み定数を、各重みゲインの
合計が１となるよう前記領域判定手段の出力に応じて決
定する重み関数発手段と、前記各重みゲインを乗じた各
コントローラの出力を加算した値に対応して操作力を得
る手段とを備えたことを特徴とするものである。
ことで機構の位置を制御し、機構が複数の位置領域でそ
れぞれ異なる特性を有する位置制御装置において、指
令、操作力、位置などの状態量から、機構特性を明確に
モデル化できるモデル化領域を制御する第１のコントロ
ーラと、前記第１のコントローラと独立かつ同時に動作
するコントローラであって、指令、操作力、位置などの
状態量から、機構特性が過渡的に変化する過渡変化領域
を制御する第２のコントローラと、指令、操作力、位置
などの状態量から、被制御対象が前記モデル化領域と前
記過渡変化領域のいずれにあるか、その度合いを判断す
る領域判定手段と、前記第１のコントローラの出力に乗
ずる重みゲインと、前記第２のコントローラの出力に乗
ずる重みゲインと、前記各重み定数を、各重みゲインの
合計が１となるよう前記領域判定手段の出力に応じて決
定する重み関数発手段と、前記各重みゲインを乗じた各
コントローラの出力を加算した値に対応して操作力を得
る手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００５】
【作用】上記手段により、モデル化領域においては従来
通りの制御が行われ、過渡変化領域においては、過渡変
化度に応じた、中間的な指令となる制御が行われる。過
渡変化領域にたいしても位置制御精度が高く、領域が変
化しても指令は連続的に変化させることができる。
通りの制御が行われ、過渡変化領域においては、過渡変
化度に応じた、中間的な指令となる制御が行われる。過
渡変化領域にたいしても位置制御精度が高く、領域が変
化しても指令は連続的に変化させることができる。
【０００６】
【実施例】本発明の位置制御装置のブロック線図を図１
に示す。まず、すべての領域について、独立した性質を
有するモデル化領域（本例では領域、）と二つの領
域の中間的な性質を有する過渡変化領域（本例では領域
）に分け、それぞれに独立したコントローラ１、２を
設ける。３、４は重みゲインであり、その値は３がα、
４が１−αで、合計値は常に１である（ただし、０＜α
＜１）。５は領域判定回路であり、指令、操作力、位置
などの状態量から、被制御対象が前記モデル化領域と前
記過渡変化領域のいずれにあるか、その度合いを領域判
定信号として出力するものである。６は重み関数発生器
であり、前記領域判定信号基づいて、前記重みゲインの
値αを発生する。図６は重み関数発生器の重み関数の一
例であり、領域のとき１、領域のとき０、かつこの
中間領域において、単調かつ連続な関数となっている。
７は加算器であり、各コントローラの出力ｕ1 、ｕ3 に
重みゲインα、１−αをそれぞれ乗じた値を加算して操
作量ｕを求めるものである。すなわち、ｕ＝αｕ1 ＋
（１−α）ｕ3 （α＞０）となる。８はパワーアンプで
あり、操作量ｕから操作力ｆを得て、制御対象の機構９
の位置が制御される。
に示す。まず、すべての領域について、独立した性質を
有するモデル化領域（本例では領域、）と二つの領
域の中間的な性質を有する過渡変化領域（本例では領域
）に分け、それぞれに独立したコントローラ１、２を
設ける。３、４は重みゲインであり、その値は３がα、
４が１−αで、合計値は常に１である（ただし、０＜α
＜１）。５は領域判定回路であり、指令、操作力、位置
などの状態量から、被制御対象が前記モデル化領域と前
記過渡変化領域のいずれにあるか、その度合いを領域判
定信号として出力するものである。６は重み関数発生器
であり、前記領域判定信号基づいて、前記重みゲインの
値αを発生する。図６は重み関数発生器の重み関数の一
例であり、領域のとき１、領域のとき０、かつこの
中間領域において、単調かつ連続な関数となっている。
７は加算器であり、各コントローラの出力ｕ1 、ｕ3 に
重みゲインα、１−αをそれぞれ乗じた値を加算して操
作量ｕを求めるものである。すなわち、ｕ＝αｕ1 ＋
（１−α）ｕ3 （α＞０）となる。８はパワーアンプで
あり、操作量ｕから操作力ｆを得て、制御対象の機構９
の位置が制御される。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、モ
デル化領域および過渡変化領域のいずれに対しても位置
制御精度が高く、連続な制御が可能になる。
デル化領域および過渡変化領域のいずれに対しても位置
制御精度が高く、連続な制御が可能になる。
【図１】本発明の実施例を示すブロック図である。
【図２】機構特性の例を表す図である。
【図３】機構特性の例を表す図である。
【図４】機構特性の例を表す図である。
【図５】従来の制御装置のブロック図である。
【図６】重み関数の一例を示す図である。
１、２ コントローラ ３、４ 重みゲイン ５ 領域判定回路 ６ 重み関数発生器 ７ 加算器 ８ パワーアンプ ９ 機構
フロントページの続き (72)発明者 村田 健一 茨城県つくば市東光台５丁目９番10号 株 式会社安川電機つくば研究所内
Claims (1)
- 【請求項１】 力を操作することで機構の位置を制御
し、機構が複数の位置領域でそれぞれ異なる特性を有す
る位置制御装置において、 指令、操作力、位置などの状態量から、機構特性を明確
にモデル化できるモデル化領域を制御する第１のコント
ローラと、 前記第１のコントローラと独立かつ同時に動作するコン
トローラであって、指令、操作力、位置などの状態量か
ら、機構特性が過渡的に変化する過渡変化領域を制御す
る第２のコントローラと、 指令、操作力、位置などの状態量から、被制御対象が前
記モデル化領域と前記過渡変化領域のいずれにあるか、
その度合いを判断する領域判定手段と、 前記第１のコントローラの出力に乗ずる重み定数と、 前記第２のコントローラの出力に乗ずる重み定数と、 前記各重み定数を、各重みの定数の合計が１となるよう
前記領域判定手段の出力に応じて決定する重み関数発手
段と、 前記各重み定数を乗じた各コントローラの出力を加算し
た値に対応して操作力を得る手段とを備えたことを特徴
とする位置制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2986893A JPH06222839A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 位置制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2986893A JPH06222839A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 位置制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06222839A true JPH06222839A (ja) | 1994-08-12 |
Family
ID=12287954
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2986893A Pending JPH06222839A (ja) | 1993-01-25 | 1993-01-25 | 位置制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06222839A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004079462A1 (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-16 | Kansai Technology Licensing Organization Co., Ltd. | 仮想パワーモニタを備えることにより制御対象の安定性を評価解析する機能を備えた制御システム |
| US6807448B1 (en) | 1999-06-22 | 2004-10-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Weight identification method and feedback control method |
| WO2008101864A1 (en) | 2007-02-21 | 2008-08-28 | Powervation Limited | Adaptive control system |
| WO2015163573A1 (ko) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | 알에스오토메이션주식회사 | 제어 장치 |
| EP2558910B1 (en) * | 2010-04-12 | 2018-12-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for computer-aided closed-loop and/or open-loop control of a technical system |
-
1993
- 1993-01-25 JP JP2986893A patent/JPH06222839A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6807448B1 (en) | 1999-06-22 | 2004-10-19 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Weight identification method and feedback control method |
| WO2004079462A1 (ja) * | 2003-02-14 | 2004-09-16 | Kansai Technology Licensing Organization Co., Ltd. | 仮想パワーモニタを備えることにより制御対象の安定性を評価解析する機能を備えた制御システム |
| US7440807B2 (en) | 2003-02-14 | 2008-10-21 | The Ritsumeikan Trust | Control system provided with virtual power monitor and thereby provided with function of evaluating and analyzing stability of object to be controlled |
| WO2008101864A1 (en) | 2007-02-21 | 2008-08-28 | Powervation Limited | Adaptive control system |
| EP2558910B1 (en) * | 2010-04-12 | 2018-12-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for computer-aided closed-loop and/or open-loop control of a technical system |
| WO2015163573A1 (ko) * | 2014-04-25 | 2015-10-29 | 알에스오토메이션주식회사 | 제어 장치 |
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