JPH06276774A - 電動機の位置決め制御方法 - Google Patents
電動機の位置決め制御方法Info
- Publication number
- JPH06276774A JPH06276774A JP5060791A JP6079193A JPH06276774A JP H06276774 A JPH06276774 A JP H06276774A JP 5060791 A JP5060791 A JP 5060791A JP 6079193 A JP6079193 A JP 6079193A JP H06276774 A JPH06276774 A JP H06276774A
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- Japan
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- speed
- motor
- command
- speed command
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 電動機の位置決め制御において、応答の速い
精度の良い位置決め方法を提供する。 【構成】 速度指令発生器６で、与えられた移動距離を
満足する速度指令を時間に関し発生し、速度制御系に与
えると共に、速度誤差補償器１０で前記速度指令と電動
機速度との偏差を求め、この偏差を用いて速度指令を補
正し、速度制御系に与える。
精度の良い位置決め方法を提供する。 【構成】 速度指令発生器６で、与えられた移動距離を
満足する速度指令を時間に関し発生し、速度制御系に与
えると共に、速度誤差補償器１０で前記速度指令と電動
機速度との偏差を求め、この偏差を用いて速度指令を補
正し、速度制御系に与える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、電動機の位置決め制御
方法に関し、例えば電動機により駆動され移動するロボ
ットアーム、エレベータ等を、定位置に位置決めする場
合の制御方法に関するものである。
方法に関し、例えば電動機により駆動され移動するロボ
ットアーム、エレベータ等を、定位置に位置決めする場
合の制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、電動機を用いて位置決め制御する
場合には、図１に示すような制御系が用いられる。図１
において、１は位置制御器、２は位置検出器、３は速度
制御器、４は速度検出器、５は位置制御対象である。移
動距離ｐM が与えられると、現在位置ｐを位置検出器２
により検出し、ｐM との偏差を用いて位置制御器１によ
り速度指令ｎR ’を作る。これを指令として、速度制御
器３が速度検出器４の信号を取り込み制御動作をし、電
動機により位置制御対象５が駆動され、位置決めされ
る。
場合には、図１に示すような制御系が用いられる。図１
において、１は位置制御器、２は位置検出器、３は速度
制御器、４は速度検出器、５は位置制御対象である。移
動距離ｐM が与えられると、現在位置ｐを位置検出器２
により検出し、ｐM との偏差を用いて位置制御器１によ
り速度指令ｎR ’を作る。これを指令として、速度制御
器３が速度検出器４の信号を取り込み制御動作をし、電
動機により位置制御対象５が駆動され、位置決めされ
る。
【０００３】この場合の応答波形を、図２に示す。移動
距離ｐM が与えられる場合、電動機速度の時間積分値に
回転角−位置変換定数を乗じた値が、ｐM と等しくなり
かつ直線加減速特性をもつ、図２の速度指令ｎR が短時
間、高精度の位置決めには理想的である。ところが、速
度制御器３の出力である電動機速度ｎの積分値として位
置が決まるので、位置制御系の応答遅れのためそれが帰
還され、位置制御器１により作られる速度指令は図２の
ｎR ’のようにｎR から相当遅れた速度指令となる。こ
れに、さらに速度制御器３の応答遅れや電動機負荷電流
ＩL により、電動機速度は図２のｎL のように応答が遅
れる。このため、応答のよい、精度の高い位置決めが困
難である。
距離ｐM が与えられる場合、電動機速度の時間積分値に
回転角−位置変換定数を乗じた値が、ｐM と等しくなり
かつ直線加減速特性をもつ、図２の速度指令ｎR が短時
間、高精度の位置決めには理想的である。ところが、速
度制御器３の出力である電動機速度ｎの積分値として位
置が決まるので、位置制御系の応答遅れのためそれが帰
還され、位置制御器１により作られる速度指令は図２の
ｎR ’のようにｎR から相当遅れた速度指令となる。こ
れに、さらに速度制御器３の応答遅れや電動機負荷電流
ＩL により、電動機速度は図２のｎL のように応答が遅
れる。このため、応答のよい、精度の高い位置決めが困
難である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の制御方法の
場合には、速度制御系の応答遅れが生じ、またその積分
値に比例して位置帰還値が決まるので、速度指令ｎR ’
が短時間、高精度の位置決めに必要な理想的な速度指令
ｎR から時間的に遅れる。そのため、電動機速度ｎL が
さらに遅れ、その上電動機負荷変動のため、応答遅れが
より大となり、位置誤差が過大となる欠点を有する。
場合には、速度制御系の応答遅れが生じ、またその積分
値に比例して位置帰還値が決まるので、速度指令ｎR ’
が短時間、高精度の位置決めに必要な理想的な速度指令
ｎR から時間的に遅れる。そのため、電動機速度ｎL が
さらに遅れ、その上電動機負荷変動のため、応答遅れが
より大となり、位置誤差が過大となる欠点を有する。
【０００５】本発明は上記の欠点を除去するために研究
開発されたもので、応答の遅い外側ループの位置制御系
により位置決めするのではなくて、移動距離に必要な速
度指令を直接速度制御系に与えると共に、速度偏差、あ
るいは位置偏差が発生しないようにすることにより、応
答の速い精度の良い位置決め方法を提供することを目的
としている。
開発されたもので、応答の遅い外側ループの位置制御系
により位置決めするのではなくて、移動距離に必要な速
度指令を直接速度制御系に与えると共に、速度偏差、あ
るいは位置偏差が発生しないようにすることにより、応
答の速い精度の良い位置決め方法を提供することを目的
としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明にかかる電動機の位置決め制御方法は、応
答の遅い外側ループの位置制御系により位置決めするの
ではなくて、与えられた移動距離に必要な速度指令を発
生し、応答の速い内側ループの速度制御系に与え、かつ
速度指令を電動機速度の偏差が生じないように制御する
ことにより、応答が速く精度の良い位置決めができるこ
とを特徴としている。
めに、本発明にかかる電動機の位置決め制御方法は、応
答の遅い外側ループの位置制御系により位置決めするの
ではなくて、与えられた移動距離に必要な速度指令を発
生し、応答の速い内側ループの速度制御系に与え、かつ
速度指令を電動機速度の偏差が生じないように制御する
ことにより、応答が速く精度の良い位置決めができるこ
とを特徴としている。
【０００７】また、移動距離に必要な速度指令から位置
指令を発生し、位置の帰還量との間に偏差が生じないよ
うに制御し、高精度を得ることを特徴としている。
指令を発生し、位置の帰還量との間に偏差が生じないよ
うに制御し、高精度を得ることを特徴としている。
【０００８】
【作用】本発明は、速度指令に対し速度制御系の応答遅
れにより電動機速度が追従しないのに対し、速度指令と
電動機速度に誤差が発生する場合、速度指令に補正を加
えて、電動機速度を速度指令に近づくように制御するこ
とにより位置誤差を減少させるものである。さらに、速
度指令により位置指令を発生し、位置検出器との間に偏
差が生じた場合、その量に応じて速度指令に補正を加
え、最終的に位置誤差を極めて小さく制御するものであ
る。
れにより電動機速度が追従しないのに対し、速度指令と
電動機速度に誤差が発生する場合、速度指令に補正を加
えて、電動機速度を速度指令に近づくように制御するこ
とにより位置誤差を減少させるものである。さらに、速
度指令により位置指令を発生し、位置検出器との間に偏
差が生じた場合、その量に応じて速度指令に補正を加
え、最終的に位置誤差を極めて小さく制御するものであ
る。
【０００９】
【実施例】以下に、本発明の実施例を図面に基づいて説
明する。
明する。
【００１０】実施例１ 図３に本発明の基本的な構成例を示す。図３において、
６は速度指令発生器、７は速度補償器、８は速度検出
器、９は位置制御対象、１０は速度誤差補償器である。
６は速度指令発生器、７は速度補償器、８は速度検出
器、９は位置制御対象、１０は速度誤差補償器である。
【００１１】図３の実施例動作を説明するための、動作
波形を図４および図５に示す。図３において移動距離ｐ
M が与えられると、それに必要な図４（Ａ）に示す速度
指令ｎR を速度指令発生器６により発生する。いま、も
しこの速度指令ｎR を速度補償器７および速度検出器８
から成る速度制御系に与えると、速度制御系の応答遅れ
により、電動機速度ｎは、図４（Ａ）に示すようにな
る。この電動機速度ｎの積分値に比例して、位置制御対
象９の位置ｐが変化する。負荷電流ＩL ＝０の場合、こ
の応答遅れは、図４（Ｂ）に示す電動機の加減速電流Ｉ
M により生ずる。
波形を図４および図５に示す。図３において移動距離ｐ
M が与えられると、それに必要な図４（Ａ）に示す速度
指令ｎR を速度指令発生器６により発生する。いま、も
しこの速度指令ｎR を速度補償器７および速度検出器８
から成る速度制御系に与えると、速度制御系の応答遅れ
により、電動機速度ｎは、図４（Ａ）に示すようにな
る。この電動機速度ｎの積分値に比例して、位置制御対
象９の位置ｐが変化する。負荷電流ＩL ＝０の場合、こ
の応答遅れは、図４（Ｂ）に示す電動機の加減速電流Ｉ
M により生ずる。
【００１２】そこで、図３に示すように、速度指令ｎR
と速度検出器出力との差すなわち偏差が生ずると、その
信号を速度誤差補償器１０に入力する。速度誤差補償器
１０で作られた図４（Ｃ）に示す速度誤差補償信号Δｎ
により速度指令ｎR を補正し、その補正された信号
ｎR ’を速度制御系に与える。この補正された信号は図
４（Ａ）の点線に示すようになるので、結局補正された
電動機速度ｎO はｎR と等しくなる。それゆえ、移動距
離ｐM だけ位置制御対象９の位置決めが終了したとき、
位置決め誤差は原理的に極めて小さくなる。
と速度検出器出力との差すなわち偏差が生ずると、その
信号を速度誤差補償器１０に入力する。速度誤差補償器
１０で作られた図４（Ｃ）に示す速度誤差補償信号Δｎ
により速度指令ｎR を補正し、その補正された信号
ｎR ’を速度制御系に与える。この補正された信号は図
４（Ａ）の点線に示すようになるので、結局補正された
電動機速度ｎO はｎR と等しくなる。それゆえ、移動距
離ｐM だけ位置制御対象９の位置決めが終了したとき、
位置決め誤差は原理的に極めて小さくなる。
【００１３】次に、電動機負荷電流が、ＩL の場合につ
いて考える。この場合、電動機電流ＩM は図５（Ｂ）に
示すように、負荷電流０の点線に対し、負荷電流ＩL だ
け上方に平行移動した応答となる。したがって、電動機
速度ｎL は、図５（Ａ）のように速度指令ｎR より加減
速期間に下方に応答する。この速度指令ｎR と電動機速
度ｎL の差を図３の速度誤差補償器１０に入力し、図５
（Ｃ）に示す補償信号Δｎを作り速度指令ｎR を補償す
る。その結果、図５（Ａ）の点線に示す速度指令ｎR ”
が速度制御器に与えられるので、電動機速度ｎM はｎR
と等しくなる。この結果、電動機に負荷が加わっても、
位置決め誤差は原理的に極めて小さくなる。
いて考える。この場合、電動機電流ＩM は図５（Ｂ）に
示すように、負荷電流０の点線に対し、負荷電流ＩL だ
け上方に平行移動した応答となる。したがって、電動機
速度ｎL は、図５（Ａ）のように速度指令ｎR より加減
速期間に下方に応答する。この速度指令ｎR と電動機速
度ｎL の差を図３の速度誤差補償器１０に入力し、図５
（Ｃ）に示す補償信号Δｎを作り速度指令ｎR を補償す
る。その結果、図５（Ａ）の点線に示す速度指令ｎR ”
が速度制御器に与えられるので、電動機速度ｎM はｎR
と等しくなる。この結果、電動機に負荷が加わっても、
位置決め誤差は原理的に極めて小さくなる。
【００１４】実施例２ 実施例１で説明したように、電動機速度ｎが、移動距離
を満足する速度指令ｎR に対し誤差を生ずると、その誤
差を補正して位置決め精度を上げるように動作する。し
かしながら、電動機に負荷変動が生じたり、電源変動な
どの外乱に対し、常に高い精度を維持するのは困難であ
る。そこで、位置誤差を生ずると、それを補償するよう
に速度指令を補正する制御方法を図６に示す。図６にお
いて、図３と異なるところは、位置指令発生器１１、位
置検出器１２および位置誤差補償器１３が追加されてい
る点である。特に、これらの回路の動作について説明す
る。移動距離ｐM が与えられると、これを満足する時間
関数としての速度指令ｎRを速度指令発生器６で発生す
る。この速度指令を用いて、時間関数としての位置指令
を位置指令発生器１１により作る。これと、位置検出器
１２により検出された量との差を位置誤差補償器１３に
入力する。位置誤差補償器１３は、位置誤差を補償する
のに必要な速度指令変化量ΔｎP を出力し、速度指令を
補正する。結局、速度誤差補償量Δｎと位置誤差補償量
ΔｎP が、速度指令ｎR に加算され、その量ｎRP（＝ｎ
R ＋Δｎ＋ΔｎP ）が速度制御系に与えられる。
を満足する速度指令ｎR に対し誤差を生ずると、その誤
差を補正して位置決め精度を上げるように動作する。し
かしながら、電動機に負荷変動が生じたり、電源変動な
どの外乱に対し、常に高い精度を維持するのは困難であ
る。そこで、位置誤差を生ずると、それを補償するよう
に速度指令を補正する制御方法を図６に示す。図６にお
いて、図３と異なるところは、位置指令発生器１１、位
置検出器１２および位置誤差補償器１３が追加されてい
る点である。特に、これらの回路の動作について説明す
る。移動距離ｐM が与えられると、これを満足する時間
関数としての速度指令ｎRを速度指令発生器６で発生す
る。この速度指令を用いて、時間関数としての位置指令
を位置指令発生器１１により作る。これと、位置検出器
１２により検出された量との差を位置誤差補償器１３に
入力する。位置誤差補償器１３は、位置誤差を補償する
のに必要な速度指令変化量ΔｎP を出力し、速度指令を
補正する。結局、速度誤差補償量Δｎと位置誤差補償量
ΔｎP が、速度指令ｎR に加算され、その量ｎRP（＝ｎ
R ＋Δｎ＋ΔｎP ）が速度制御系に与えられる。
【００１５】したがって、速度制御系の応答遅れ、電動
機負荷の変動あるいはその他の要因により位置誤差が発
生すると、位置決め制御している間中、連続して位置誤
差がなくなるように帰還ループが動作して補償するの
で、応答の速い、精度の良い位置決め制御が実現でき
る。
機負荷の変動あるいはその他の要因により位置誤差が発
生すると、位置決め制御している間中、連続して位置誤
差がなくなるように帰還ループが動作して補償するの
で、応答の速い、精度の良い位置決め制御が実現でき
る。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
移動距離に必要な電動機の直線加減速が、応答の速い速
度制御系により実現されるので、最短時間位置決めがで
きると共に、速度制御系の応答遅れ、電動機負荷の変動
あるいはその他の要因による位置誤差を補償して制御さ
れるので、極めて高い位置決め精度が実現できるという
効果を有する。なお、本発明の制御方法は電動機容量の
いかんに拘らず適用できると共に、既存の速度制御系に
も適用できるので、ロボット、工作機械、エレベータ等
多方面の応用に対し有用な方法である。
移動距離に必要な電動機の直線加減速が、応答の速い速
度制御系により実現されるので、最短時間位置決めがで
きると共に、速度制御系の応答遅れ、電動機負荷の変動
あるいはその他の要因による位置誤差を補償して制御さ
れるので、極めて高い位置決め精度が実現できるという
効果を有する。なお、本発明の制御方法は電動機容量の
いかんに拘らず適用できると共に、既存の速度制御系に
も適用できるので、ロボット、工作機械、エレベータ等
多方面の応用に対し有用な方法である。
【図１】従来の技術を説明するための位置制御系の構成
図である。
図である。
【図２】図１の位置制御系の動作波形である。
【図３】本発明の実施例１の制御系構成図である。
【図４】電動機加減速に基づく応答遅れによる速度誤差
補償の説明図である。
補償の説明図である。
【図５】電動機の負荷に基づく速度誤差補償の説明図で
ある。
ある。
【図６】実施例２の制御系の構成図である。
１ 位置制御器 ２ 位置検出器 ３ 速度制御器 ４ 速度検出器 ５ 位置制御対象 ６ 速度指令発生器 ７ 速度補償器 ８ 速度検出器 ９ 位置制御対象 １０ 速度誤差補償器 １１ 位置指令発生器 １２ 位置検出器 １３ 位置誤差補償器
Claims (2)
- 【請求項１】電動機の位置決め制御において、与えられ
た移動距離を満足する速度指令を時間に関し発生し、速
度制御系に与えると共に、前記速度指令と電動機速度と
の偏差を用いて速度指令を補正し、速度制御系に与える
制御方法。 - 【請求項２】請求項１記載の電動機の位置決め制御方法
において、さらに、速度指令を用いて位置指令を発生
し、この位置指令と電動機により駆動される制御対象の
位置との偏差を用いて速度指令を補正する制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060791A JPH06276774A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 電動機の位置決め制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5060791A JPH06276774A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 電動機の位置決め制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06276774A true JPH06276774A (ja) | 1994-09-30 |
Family
ID=13152488
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5060791A Pending JPH06276774A (ja) | 1993-03-22 | 1993-03-22 | 電動機の位置決め制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06276774A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001339973A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Aichi Emerson Electric Co Ltd | モータの制御方法 |
| JP2019119114A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 富士通コンポーネント株式会社 | 印刷装置 |
| JP2020188572A (ja) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 株式会社デンソー | 電動機の制御装置および制御方法、並びに物体検出装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0232779A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-02-02 | Omron Tateisi Electron Co | 速度制御方法 |
| JPH0561554A (ja) * | 1991-04-16 | 1993-03-12 | Nippon Reliance Kk | 位置決め制御装置 |
-
1993
- 1993-03-22 JP JP5060791A patent/JPH06276774A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0232779A (ja) * | 1988-07-18 | 1990-02-02 | Omron Tateisi Electron Co | 速度制御方法 |
| JPH0561554A (ja) * | 1991-04-16 | 1993-03-12 | Nippon Reliance Kk | 位置決め制御装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001339973A (ja) * | 2000-05-30 | 2001-12-07 | Aichi Emerson Electric Co Ltd | モータの制御方法 |
| JP2019119114A (ja) * | 2017-12-28 | 2019-07-22 | 富士通コンポーネント株式会社 | 印刷装置 |
| JP2020188572A (ja) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | 株式会社デンソー | 電動機の制御装置および制御方法、並びに物体検出装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19990518 |