JPH06309008A - サーボ制御装置 - Google Patents
サーボ制御装置Info
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- JPH06309008A JPH06309008A JP9282593A JP9282593A JPH06309008A JP H06309008 A JPH06309008 A JP H06309008A JP 9282593 A JP9282593 A JP 9282593A JP 9282593 A JP9282593 A JP 9282593A JP H06309008 A JPH06309008 A JP H06309008A
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- Japan
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- signal
- disturbance
- disturbance compensation
- outputs
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- Feedback Control In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 機械系のパラメータが変動しても、そのパラ
メータを同定して最適なフィードフォワード制御、フィ
ードバック制御、外乱補償を自動的に行なう。 【構成】 フィードフォワード制御部７は、パラメータ
Ｊ* ，Ｄ* によりフィードフォワード信号τr を出力す
る。フィードバック制御部８は、速度信号の目標値ωr
、角速度ω、パラメータＪ* に基づきフィードバック
信号ＵFBを出力する。外乱補償部９は、トルク指令ｕ、
角速度ω及びパラメータＪ* ，Ｄ* に基づいて、外乱補
償信号ｄa 、内部信号ベクトル［φ］を出力する。パラ
メータ同定部３は、外乱補償部９からの外乱補償信号ｄ
a 及び内部信号ベクトル［φ］に基づいてパラメータ同
定値Ｊ* ，Ｄ* をフィードフォワード制御部７、フィー
ドバック制御部８及び外乱補償部９に出力する。制御対
象１５は、加減算器１３からのトルク指令ｕが入力さ
れ、角速度ωを出力する。
メータを同定して最適なフィードフォワード制御、フィ
ードバック制御、外乱補償を自動的に行なう。 【構成】 フィードフォワード制御部７は、パラメータ
Ｊ* ，Ｄ* によりフィードフォワード信号τr を出力す
る。フィードバック制御部８は、速度信号の目標値ωr
、角速度ω、パラメータＪ* に基づきフィードバック
信号ＵFBを出力する。外乱補償部９は、トルク指令ｕ、
角速度ω及びパラメータＪ* ，Ｄ* に基づいて、外乱補
償信号ｄa 、内部信号ベクトル［φ］を出力する。パラ
メータ同定部３は、外乱補償部９からの外乱補償信号ｄ
a 及び内部信号ベクトル［φ］に基づいてパラメータ同
定値Ｊ* ，Ｄ* をフィードフォワード制御部７、フィー
ドバック制御部８及び外乱補償部９に出力する。制御対
象１５は、加減算器１３からのトルク指令ｕが入力さ
れ、角速度ωを出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機械系のパラメータが
変化してもパラメータ同定機能により常に最適な制御系
を維持できるサーボ制御装置をに関する。
変化してもパラメータ同定機能により常に最適な制御系
を維持できるサーボ制御装置をに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のサーボ制御装置は、図７に示すよ
うに速度信号の目標値（ωr ）１と制御対象（機械負
荷）１５の実測値である角速度（ω）１２との偏差値を
求め、この偏差値に一定の速度制御ゲインＫv を乗じて
制御対象１５に供給している。このように従来のサーボ
制御装置では、機械系のパラメータを一定と仮定してチ
ューニングを行なっている。
うに速度信号の目標値（ωr ）１と制御対象（機械負
荷）１５の実測値である角速度（ω）１２との偏差値を
求め、この偏差値に一定の速度制御ゲインＫv を乗じて
制御対象１５に供給している。このように従来のサーボ
制御装置では、機械系のパラメータを一定と仮定してチ
ューニングを行なっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来装置
のように、機械系のパラメータを一定と仮定した場合、
負荷の変更や経年変化でパラメータが変化した時は、再
び現場調整しなければならず、多くの時間と労力を要す
るという問題があった。
のように、機械系のパラメータを一定と仮定した場合、
負荷の変更や経年変化でパラメータが変化した時は、再
び現場調整しなければならず、多くの時間と労力を要す
るという問題があった。
【０００４】本発明は上記実情に鑑みてなされたもの
で、機械系の負荷の変更や経年変化でパラメータが変動
しても、その未知パラメータを同定し、その値に最適な
フィードフォワード制御とフィードバック制御及び外乱
補償を自動的に行ない得るサーボ制御装置を提供するこ
とを目的とする。
で、機械系の負荷の変更や経年変化でパラメータが変動
しても、その未知パラメータを同定し、その値に最適な
フィードフォワード制御とフィードバック制御及び外乱
補償を自動的に行ない得るサーボ制御装置を提供するこ
とを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、速度信号の目
標値（ωr ）及び実測した角速度（ω）に基づいてフィ
ードバック信号（ＵFB）を制御対象へ出力するフィード
バック制御部と、加速度信号の目標値（ωr ′）及び上
記速度信号の目標値（ωr ）に基づいてフィードフォワ
ード信号（τr ）を制御対象へ出力するフィードフォワ
ード制御部と、制御対象へのトルク指令（ｕ）及び上記
実測した角速度（ω）に基づいて外乱補償信号（ｄa ）
を制御対象へ出力する外乱補償部とを有するサーボ制御
装置において、この外乱補償部からの外乱補償信号（ｄ
a ）及び内部信号ベクトル［φ］に基づいて、制御対象
の慣性モーメント（Ｊ）、粘性抵抗係数（Ｄ）、定常外
乱（ｄc ）及びクーロン摩擦（Ｔc ）を同定して上記フ
ィードバック制御部、フィードフォワード制御部、外乱
補償部へパラメータとして出力するパラメータ同定部を
備えたことを特徴とするものである。
標値（ωr ）及び実測した角速度（ω）に基づいてフィ
ードバック信号（ＵFB）を制御対象へ出力するフィード
バック制御部と、加速度信号の目標値（ωr ′）及び上
記速度信号の目標値（ωr ）に基づいてフィードフォワ
ード信号（τr ）を制御対象へ出力するフィードフォワ
ード制御部と、制御対象へのトルク指令（ｕ）及び上記
実測した角速度（ω）に基づいて外乱補償信号（ｄa ）
を制御対象へ出力する外乱補償部とを有するサーボ制御
装置において、この外乱補償部からの外乱補償信号（ｄ
a ）及び内部信号ベクトル［φ］に基づいて、制御対象
の慣性モーメント（Ｊ）、粘性抵抗係数（Ｄ）、定常外
乱（ｄc ）及びクーロン摩擦（Ｔc ）を同定して上記フ
ィードバック制御部、フィードフォワード制御部、外乱
補償部へパラメータとして出力するパラメータ同定部を
備えたことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上記の構成とすることにより、機械のパラメー
タ変動が起きても、パラメータ同定部から出力されるパ
ラメータ同定値を基に、フィードフォワード制御部、フ
ィードバック制御部、外乱補償部で新しい制御パラメー
タのセットが行なわれ、常に負荷に最適な制御系が維持
される。
タ変動が起きても、パラメータ同定部から出力されるパ
ラメータ同定値を基に、フィードフォワード制御部、フ
ィードバック制御部、外乱補償部で新しい制御パラメー
タのセットが行なわれ、常に負荷に最適な制御系が維持
される。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明に係るサーボ制御装置の構成を
示すブロック図である。図１において、８はフィードバ
ック制御部で、速度信号の目標値（ωr ）１及び制御対
象１５の実測値である角速度（ω）１２が入力されて、
フィードバック信号（ＵFB）１１を加減算器１３の＋端
子に出力する。また、７はフィードフォワード制御部
で、速度信号の目標値（ωr ）１及び加速度信号の目標
値（ωr ′）２が入力されて、フィードフォワード信号
（トルク指令：τr ）１０を加減算器１３の＋端子に出
力する。更に、この加減算器１３の−端子には、外乱補
償部９から外乱補償信号（ｄa ）４が入力される。そし
て、加減算器１３の演算結果がトルク指令（ｕ）１４と
して制御対象１５及び外乱補償部９に入力される。この
外乱補償部９には、更に制御対象１５の角速度（ω）１
２が入力される。上記制御対象１５は、駆動装置及び被
駆動装置全体であって、動特性同定の対象となるサーボ
装置を示している。
明する。図１は、本発明に係るサーボ制御装置の構成を
示すブロック図である。図１において、８はフィードバ
ック制御部で、速度信号の目標値（ωr ）１及び制御対
象１５の実測値である角速度（ω）１２が入力されて、
フィードバック信号（ＵFB）１１を加減算器１３の＋端
子に出力する。また、７はフィードフォワード制御部
で、速度信号の目標値（ωr ）１及び加速度信号の目標
値（ωr ′）２が入力されて、フィードフォワード信号
（トルク指令：τr ）１０を加減算器１３の＋端子に出
力する。更に、この加減算器１３の−端子には、外乱補
償部９から外乱補償信号（ｄa ）４が入力される。そし
て、加減算器１３の演算結果がトルク指令（ｕ）１４と
して制御対象１５及び外乱補償部９に入力される。この
外乱補償部９には、更に制御対象１５の角速度（ω）１
２が入力される。上記制御対象１５は、駆動装置及び被
駆動装置全体であって、動特性同定の対象となるサーボ
装置を示している。
【０００８】上記外乱補償部９は、加減算器１３からの
トルク指令（ｕ）１４及び制御対象１５の角速度（ω）
１２から外乱補償信号（ｄa ）４を求めて外乱補償信号
（ｄa ）４及びパラメータ同定部３に出力すると共に、
内部信号ベクトル［φ］５（＝ｑ1 ，ｑ1 ′，ｑ2 ）を
パラメータ同定部３に出力する。このパラメータ同定部
３は、外乱補償部９からの信号により制御対象１５の慣
性モーメント（Ｊ），粘性抵抗係数（Ｄ），定常外乱
（ｄc ）及びクーロン摩擦（Ｔc ）を同定して、パラメ
ータ同定値（Ｊ* ，Ｄ* ）６をフィードフォワード制御
部７、フィードバック制御部８、外乱補償部９へパラメ
ータとして出力する。
トルク指令（ｕ）１４及び制御対象１５の角速度（ω）
１２から外乱補償信号（ｄa ）４を求めて外乱補償信号
（ｄa ）４及びパラメータ同定部３に出力すると共に、
内部信号ベクトル［φ］５（＝ｑ1 ，ｑ1 ′，ｑ2 ）を
パラメータ同定部３に出力する。このパラメータ同定部
３は、外乱補償部９からの信号により制御対象１５の慣
性モーメント（Ｊ），粘性抵抗係数（Ｄ），定常外乱
（ｄc ）及びクーロン摩擦（Ｔc ）を同定して、パラメ
ータ同定値（Ｊ* ，Ｄ* ）６をフィードフォワード制御
部７、フィードバック制御部８、外乱補償部９へパラメ
ータとして出力する。
【０００９】次に上記実施例の動作を説明する。外乱補
償部９、パラメータ同定部３、フィードフォワード制御
部７、フィードバック制御部８の順に説明する。 ＜外乱補償部９＞外乱補償部９の役割は、サーボ系に働
く未知のトルク外乱を推定し、これをフィードバックし
てトルク外乱をキャンセルするものである。このために
は外乱オブザーバを利用することができる。この外乱オ
ブザーバは、以下の手順で求められる。サーボ系の運動
方程式は、回転系では次の（１）式で示される。
償部９、パラメータ同定部３、フィードフォワード制御
部７、フィードバック制御部８の順に説明する。 ＜外乱補償部９＞外乱補償部９の役割は、サーボ系に働
く未知のトルク外乱を推定し、これをフィードバックし
てトルク外乱をキャンセルするものである。このために
は外乱オブザーバを利用することができる。この外乱オ
ブザーバは、以下の手順で求められる。サーボ系の運動
方程式は、回転系では次の（１）式で示される。
【００１０】 Ｊω′＝ｕ＋ｄ−Ｄω …（１） 但し、Ｊ：慣性モーメント、ω：角速度、Ｄ：粘性抵抗
係数、ｕ：トルク指令、ｄ：外乱トルクである。
係数、ｕ：トルク指令、ｄ：外乱トルクである。
【００１１】また、直線系では、次の（２）式で示され
る。 ＭＶ′＝Ｆ＋Ｒ−ＤＶ …（２） 但し、Ｍ：質量、Ｖ：速度、Ｆ：発生力、Ｒ：外乱力で
ある。
る。 ＭＶ′＝Ｆ＋Ｒ−ＤＶ …（２） 但し、Ｍ：質量、Ｖ：速度、Ｆ：発生力、Ｒ：外乱力で
ある。
【００１２】上記回転系、直線系のどちらも同じ形の式
になっており、以後の説明は全てどちらを採用しても成
立するため、回転系を例にとって説明する。外乱ｄのみ
を推定するオブザーバは、推定に要する時定数をＴ0 と
すると、以下のラプラス変換式で表される。
になっており、以後の説明は全てどちらを採用しても成
立するため、回転系を例にとって説明する。外乱ｄのみ
を推定するオブザーバは、推定に要する時定数をＴ0 と
すると、以下のラプラス変換式で表される。
【００１３】
【数１】
【００１４】但し、ｄa ：外乱推定値、Ｊa ：オブザー
バモデルの慣性モーメント値、Ｄa：オブザーバモデル
の粘性抵抗係数値である。ここで、正確に外乱を求める
ためには、「Ｊ＝Ｊa 」でなければならない。外乱補償
部９は、図２に示すように構成されており、角速度
（ω）１２とトルク指令（ｕ）１４から外乱補償信号
（推定外乱）（ｄa ）４及び内部信号ベクトル［φ］５
（＝ｑ1 ，ｑ1 ′，ｑ2 ）を出力する機能を有してい
る。
バモデルの慣性モーメント値、Ｄa：オブザーバモデル
の粘性抵抗係数値である。ここで、正確に外乱を求める
ためには、「Ｊ＝Ｊa 」でなければならない。外乱補償
部９は、図２に示すように構成されており、角速度
（ω）１２とトルク指令（ｕ）１４から外乱補償信号
（推定外乱）（ｄa ）４及び内部信号ベクトル［φ］５
（＝ｑ1 ，ｑ1 ′，ｑ2 ）を出力する機能を有してい
る。
【００１５】＜パラメータ同定部３＞外乱には、一定の
負荷が加わるものや、クーロン摩擦のように速度の向き
に応じて力の方向が変わるものがある。
負荷が加わるものや、クーロン摩擦のように速度の向き
に応じて力の方向が変わるものがある。
【００１６】この外乱ｄは、次の（４）式のようにな
る。 ｄ＝−ｄc −Ｔc sign（ω） …（４） 但し、ｄc ：定常外乱、Ｔc ：クーロン摩擦の大きさで
ある。
る。 ｄ＝−ｄc −Ｔc sign（ω） …（４） 但し、ｄc ：定常外乱、Ｔc ：クーロン摩擦の大きさで
ある。
【００１７】この時の制御対象（機械負荷）１５の構成
を図３に示す。また、オブザーバモデルと実際の慣性モ
ーメントとの誤差をδＪ、同様に粘性抵抗係数との誤差
をδＤとして δＪ＝Ｊ≧Ｊa ，δＤ＝Ｄ−Ｄa …（５） と定義する。このとき、誤差δＪ，δＤによる影響も外
乱とみなすと、制御対象１５の構成は図３に示すように
表され、等価外乱として次の（６）式が成立する。
を図３に示す。また、オブザーバモデルと実際の慣性モ
ーメントとの誤差をδＪ、同様に粘性抵抗係数との誤差
をδＤとして δＪ＝Ｊ≧Ｊa ，δＤ＝Ｄ−Ｄa …（５） と定義する。このとき、誤差δＪ，δＤによる影響も外
乱とみなすと、制御対象１５の構成は図３に示すように
表され、等価外乱として次の（６）式が成立する。
【００１８】 ｄ＝−ｄc −Ｔc sign（ω）−δＪω′−δＤω …（６） 外乱推定値は、（６）式に対して１次遅れで出力される
ため、 ｄa ＝（１／Ｔ0 ｓ＋１）・ ｛−ｄc −Ｔc sign（ω）−δＪω′−δＤω｝…（７） となる。上記（７）式より、外乱推定値に慣性モーメン
ト誤差δＪ、粘性抵抗係数の誤差δＤが含まれることが
分かる。これを利用して誤差δＪ，δＤを求めることが
できれば、 Ｊa ←Ｊa ＋δＪ，Ｄa →Ｄa ＋δＤ とすることで、オブザーバモデルの２つのパラメータは
同定できたことになる。
ため、 ｄa ＝（１／Ｔ0 ｓ＋１）・ ｛−ｄc −Ｔc sign（ω）−δＪω′−δＤω｝…（７） となる。上記（７）式より、外乱推定値に慣性モーメン
ト誤差δＪ、粘性抵抗係数の誤差δＤが含まれることが
分かる。これを利用して誤差δＪ，δＤを求めることが
できれば、 Ｊa ←Ｊa ＋δＪ，Ｄa →Ｄa ＋δＤ とすることで、オブザーバモデルの２つのパラメータは
同定できたことになる。
【００１９】以下、誤差δＪ，δＤ及び定常外乱ｄc 、
クーロン摩擦の大きさＴc の求め方について説明する。
新たな信号としてｑ0 ，ｑ1 ，ｑ2 を定義する。
クーロン摩擦の大きさＴc の求め方について説明する。
新たな信号としてｑ0 ，ｑ1 ，ｑ2 を定義する。
【００２０】 Ｔ0 ｑ0 ′＝−ｑ0 ＋１，ｑ0 （０）＝０ …（８） Ｔ0 ｑ1 ′＝−ｑ1 ＋ω，ｑ1 （０）＝０ …（９） Ｔ0 ｑ2 ′＝−ｑ2 ＋sign（ω），ｑ2 （０）＝０ …（１０） 上記（９）式は、上記（３）式で計算される。
【００２１】上記（８），（９），（１０）式より、
（７）式は、 ｄa ＝−ｄc ｑ0 −δＪｑ1 ′−δＤｑ1 −Ｔc ｑ2 …（１１） となる。ある時間間隔［ｔ1 ，ｔ2 ］で、（１１）式の
両辺に「ｑ1 ′，ｑ1 ，ｑ2 」をかけて積分すると、次
に示す（１２），（１３），（１４）式となる。
（７）式は、 ｄa ＝−ｄc ｑ0 −δＪｑ1 ′−δＤｑ1 −Ｔc ｑ2 …（１１） となる。ある時間間隔［ｔ1 ，ｔ2 ］で、（１１）式の
両辺に「ｑ1 ′，ｑ1 ，ｑ2 」をかけて積分すると、次
に示す（１２），（１３），（１４）式となる。
【００２２】
【数２】
【００２３】ここで、目標値ωr が周期Ｔで正負対称
「ωr （ｔ）＝−ωr ｛ｔ−（Ｔ／２）｝」の周期関数
であれば、ｑ1 ，ｑ1 ′及びｑ2 も定常状態で周期関数
となる。時間区間［ｔ1 ，ｔ2 ］＝［（ｎ−１）Ｔ，ｎ
Ｔ］（但し、ｎは任意の正の整数：ｎ＞０）とすると
き、（１１）式をこの時間区間で積分すると、
「ωr （ｔ）＝−ωr ｛ｔ−（Ｔ／２）｝」の周期関数
であれば、ｑ1 ，ｑ1 ′及びｑ2 も定常状態で周期関数
となる。時間区間［ｔ1 ，ｔ2 ］＝［（ｎ−１）Ｔ，ｎ
Ｔ］（但し、ｎは任意の正の整数：ｎ＞０）とすると
き、（１１）式をこの時間区間で積分すると、
【００２４】
【数３】 となる。この（１５）式では、周期性の性質から、
【００２５】
【数４】 となることを利用している。上記（１５）式に基づい
て、次の（１７）式より定常外乱ｄc * を求めることが
できる。
て、次の（１７）式より定常外乱ｄc * を求めることが
できる。
【００２６】
【数５】 が成立するから、（１２），（１３），（１４）は未知
のパラメータベクトル ［Ｐ］＝（δＪ，δＤ，Ｔc ）T で表すと、 ［Ｖ］＝［Ｈ］［Ｐ］ …（１９） になる。ここに、
のパラメータベクトル ［Ｐ］＝（δＪ，δＤ，Ｔc ）T で表すと、 ［Ｖ］＝［Ｈ］［Ｐ］ …（１９） になる。ここに、
【００２７】
【数６】
【００２８】
【数７】 である。
【００２９】上記（１９）〜（２６）式から同定値のベ
クトル［Ｐ］* （＝（δＪ* ，δＤ* ，Ｔc * ））は、
（２７）式の形で求められる。 ［Ｐ］* ＝［Ｈ］-1［Ｖ］ …（２７） 上記（５），（２７）式より、真の慣性モーメントと粘
性抵抗係数は、次式 Ｊ* ＝Ｊa ＋δＪ* ，Ｄ* ＝Ｄa ＋δＤ* …（２８） で求められる。
クトル［Ｐ］* （＝（δＪ* ，δＤ* ，Ｔc * ））は、
（２７）式の形で求められる。 ［Ｐ］* ＝［Ｈ］-1［Ｖ］ …（２７） 上記（５），（２７）式より、真の慣性モーメントと粘
性抵抗係数は、次式 Ｊ* ＝Ｊa ＋δＪ* ，Ｄ* ＝Ｄa ＋δＤ* …（２８） で求められる。
【００３０】上記パラメータ同定部３の構成を図４に示
す。 ＜フィードフォワード制御部７＞フィードフォワード制
御部７は、図５に示すように構成されており、速度信号
の目標値（ωr ）１と加速度信号の目標値（ωr ′）２
及びパラメータ同定部３からのパラメータ同定値（Ｊ*
，Ｄ* ）６に基づいて、フィードフォワード信号（τr
）１０を次の（２９）式 τr ＝Ｊ* ωr ′＋Ｄ* ωr …（２９） により求めて出力する。但し、τr の初期計算式は、
「τr ＝Ｊa ωr ′＋Ｄaωr 」であり、同定後に（２
９）式となる。
す。 ＜フィードフォワード制御部７＞フィードフォワード制
御部７は、図５に示すように構成されており、速度信号
の目標値（ωr ）１と加速度信号の目標値（ωr ′）２
及びパラメータ同定部３からのパラメータ同定値（Ｊ*
，Ｄ* ）６に基づいて、フィードフォワード信号（τr
）１０を次の（２９）式 τr ＝Ｊ* ωr ′＋Ｄ* ωr …（２９） により求めて出力する。但し、τr の初期計算式は、
「τr ＝Ｊa ωr ′＋Ｄaωr 」であり、同定後に（２
９）式となる。
【００３１】定常外乱（ｄc ）及びクーロン摩擦（Ｔc
）は、フィードフォワード制御で補償しなくても外乱
補償部９で補償されるので、フィードフォワード制御部
７では慣性トルクと粘性トルクを補償する。
）は、フィードフォワード制御で補償しなくても外乱
補償部９で補償されるので、フィードフォワード制御部
７では慣性トルクと粘性トルクを補償する。
【００３２】＜フィードバック制御部８＞フィードバッ
ク制御部８におけるフィードバックゲインは、パラメー
タ同定部３から与えられる慣性モーメント同定値（Ｊ
* ）に基づいて計算される。
ク制御部８におけるフィードバックゲインは、パラメー
タ同定部３から与えられる慣性モーメント同定値（Ｊ
* ）に基づいて計算される。
【００３３】制御系の目標特性を速度制御系で考え、 Ｇ（ｓ）＝ωc ／（ｓ＋ωc ） …（３０） とする。ここでωc は制御帯域を表している。
【００３４】上記制御帯域ωc をパラメータ変動に関係
なく一定に保つために速度制御ゲインＫv を慣性モーメ
ント同定値（Ｊ* ）に基づいて変更する。フィードバッ
ク制御部８が図６に示すように構成されているとき、制
御系の出力特性は、 Ｇ（ｓ）＝（Ｋv ／Ｊ）／（ｓ＋Ｋv ／Ｊ） …（３１） より、 Ｋv ＝Ｊ* ωc …（３２） として計算される。ここで、速度制御ゲインＫv の初期
値は、「Ｊa ωc 」である。これにより、特性は常に一
定となる。この他に、ＰＩ，ＰＩＤ制御にすることも可
能であり、上記は一例を示したものである。
なく一定に保つために速度制御ゲインＫv を慣性モーメ
ント同定値（Ｊ* ）に基づいて変更する。フィードバッ
ク制御部８が図６に示すように構成されているとき、制
御系の出力特性は、 Ｇ（ｓ）＝（Ｋv ／Ｊ）／（ｓ＋Ｋv ／Ｊ） …（３１） より、 Ｋv ＝Ｊ* ωc …（３２） として計算される。ここで、速度制御ゲインＫv の初期
値は、「Ｊa ωc 」である。これにより、特性は常に一
定となる。この他に、ＰＩ，ＰＩＤ制御にすることも可
能であり、上記は一例を示したものである。
【００３５】更に、本発明の全体的な動作について説明
する。ここでは一例として速度制御系を取り上げる。速
度制御系は、更にもう一つ外側に位置制御系を付加すれ
ば良く、この速度制御系はどちらの制御においても必要
となる。図１において、速度信号の目標値（ωr ）１
は、フィードフォワード制御部７及びフィードバック制
御部８に入力される。また、加速度信号の目標値（ωr
′）２は、図５に示すフィードフォワード制御部７に
入力される。このフィードフォワード制御部７は、パラ
メータ同定部３で計算されたパラメータＪ*，Ｄ* によ
り（２９）式の演算を行ない、フィードフォワード信号
（τr ）１０を加減算器１３に出力する。
する。ここでは一例として速度制御系を取り上げる。速
度制御系は、更にもう一つ外側に位置制御系を付加すれ
ば良く、この速度制御系はどちらの制御においても必要
となる。図１において、速度信号の目標値（ωr ）１
は、フィードフォワード制御部７及びフィードバック制
御部８に入力される。また、加速度信号の目標値（ωr
′）２は、図５に示すフィードフォワード制御部７に
入力される。このフィードフォワード制御部７は、パラ
メータ同定部３で計算されたパラメータＪ*，Ｄ* によ
り（２９）式の演算を行ない、フィードフォワード信号
（τr ）１０を加減算器１３に出力する。
【００３６】フィードバック制御部８は、図６に示すよ
うに速度信号の目標値（ωr ）１から速度信号の実測値
である角速度（ω）１２を減算し、更にパラメータ同定
部３で計算されたパラメータＪ* に基づき、ゲインＪ*
ωc を乗じてフィードバック信号（ＵFB）１１を加減算
器１３に出力する。
うに速度信号の目標値（ωr ）１から速度信号の実測値
である角速度（ω）１２を減算し、更にパラメータ同定
部３で計算されたパラメータＪ* に基づき、ゲインＪ*
ωc を乗じてフィードバック信号（ＵFB）１１を加減算
器１３に出力する。
【００３７】外乱補償部９は、図２に示すようにトルク
指令（ｕ）１４、角速度（ω）１２及びパラメータ同定
部３で計算されたパラメータＪ* ，Ｄ* に基づいて、
「Ｊａ＝Ｊ* ，Ｄa ＝Ｄ* 」の代入を行ない、外乱補償
信号（ｄa ）４を加減算器１３に出力すると共に、内部
信号ベクトル［φ］５をパラメータ同定部３に出力す
る。
指令（ｕ）１４、角速度（ω）１２及びパラメータ同定
部３で計算されたパラメータＪ* ，Ｄ* に基づいて、
「Ｊａ＝Ｊ* ，Ｄa ＝Ｄ* 」の代入を行ない、外乱補償
信号（ｄa ）４を加減算器１３に出力すると共に、内部
信号ベクトル［φ］５をパラメータ同定部３に出力す
る。
【００３８】上記加減算器１３は、上記フィードフォワ
ード信号（τr ）１０とフィードバック信号（ＵFB）１
１を加算し、更に外乱補償信号（ｄa ）４を減算してト
ルク指令（ｕ）１４を外乱補償部９に出力する。
ード信号（τr ）１０とフィードバック信号（ＵFB）１
１を加算し、更に外乱補償信号（ｄa ）４を減算してト
ルク指令（ｕ）１４を外乱補償部９に出力する。
【００３９】また、上記パラメータ同定部３は、図４に
示すように外乱補償部９から与えられる外乱補償信号
（ｄa ）４及び内部信号ベクトル［φ］５に基づいてパ
ラメータ同定値（Ｊ* ，Ｄ* ）６をフィードフォワード
制御部７、フィードバック制御部８及び外乱補償部９に
出力する。
示すように外乱補償部９から与えられる外乱補償信号
（ｄa ）４及び内部信号ベクトル［φ］５に基づいてパ
ラメータ同定値（Ｊ* ，Ｄ* ）６をフィードフォワード
制御部７、フィードバック制御部８及び外乱補償部９に
出力する。
【００４０】上記加減算器１３から出力されるトルク指
令（ｕ）１４は、図３に示す制御対象１５に入力され、
この制御対象１５から角速度（ω）１２が出力される。
この角速度（ω）１２は、外乱補償部９及びフィードバ
ック制御部８に送られる。
令（ｕ）１４は、図３に示す制御対象１５に入力され、
この制御対象１５から角速度（ω）１２が出力される。
この角速度（ω）１２は、外乱補償部９及びフィードバ
ック制御部８に送られる。
【００４１】
【発明の効果】以上詳記したように本発明によれば、制
御対象である機械系のパラメータ変動が起きても、パラ
メータ同定部により、その変動分を計算して新たにパラ
メータを同定でき、また、その同定値に基づいてフィー
ドフォワード制御部、フィードバック制御部、外乱補償
部の制御パラメータを更新して最適調整を自動的に行な
え、常に最適な特性を維持することができる。
御対象である機械系のパラメータ変動が起きても、パラ
メータ同定部により、その変動分を計算して新たにパラ
メータを同定でき、また、その同定値に基づいてフィー
ドフォワード制御部、フィードバック制御部、外乱補償
部の制御パラメータを更新して最適調整を自動的に行な
え、常に最適な特性を維持することができる。
【図１】本発明の一実施例に係るサーボ制御装置の構成
を示すブロック図。
を示すブロック図。
【図２】図１における外乱補償部の詳細を示す構成図。
【図３】図１における制御対象の構成図。
【図４】図１におけるパラメータ同定部の構成図。
【図５】図１におけるフィードフォワード制御部の構成
図。
図。
【図６】図１におけるフィードバック制御部の構成図。
【図７】従来のサーボ制御装置を示す構成図。
１ 速度信号の目標値（ωr ） ２ 加速度信号の目標値（ωr ′） ３ パラメータ同定部 ４ 外乱補償信号（ｄa ） ５ 内部信号ベクトル［φ］ ６ パラメータ同定値（Ｊ* ，Ｄ* ） ７ フィードフォワード制御部 ８ フィードバック制御部 ９ 外乱補償部 １０ フィードフォワード信号（τr ） １１ フィードバック信号（ＵFB） １２ 速度信号の角速度（ω） １３ 加減算器 １４ トルク指令（ｕ） １５ 制御対象
Claims (1)
- 【請求項１】 速度信号の目標値（ωr ）及び実測した
角速度（ω）に基づいてフィードバック信号（ＵFB）を
制御対象へ出力するフィードバック制御部と、加速度信
号の目標値（ωr ′）及び上記速度信号の目標値（ωr
）に基づいて、フィードフォワード信号（τr ）を制
御対象へ出力するフィードフォワード制御部と、制御対
象へのトルク指令（ｕ）及び上記実測した角速度（ω）
に基づいて外乱補償信号（ｄa ）を制御対象へ出力する
外乱補償部と、この外乱補償部からの外乱補償信号（ｄ
a ）及び内部信号ベクトル［φ］に基づいて制御対象の
慣性モーメント（Ｊ）、粘性抵抗係数（Ｄ）、定常外乱
（ｄc ）及びクーロン摩擦（Ｔc ）を同定して上記フィ
ードバック制御部、フィードフォワード制御部、外乱補
償部へパラメータとして出力するパラメータ同定部とを
具備したことを特徴とするサーボ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9282593A JPH06309008A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9282593A JPH06309008A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | サーボ制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06309008A true JPH06309008A (ja) | 1994-11-04 |
Family
ID=14065216
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9282593A Pending JPH06309008A (ja) | 1993-04-20 | 1993-04-20 | サーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06309008A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002038332A1 (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Servocontrol device |
| JP2006020487A (ja) * | 2004-06-04 | 2006-01-19 | Yaskawa Electric Corp | 機械定数同定装置および同定方法 |
| US8733207B2 (en) | 2011-03-23 | 2014-05-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Method of driving joint device |
| JP2019097268A (ja) * | 2017-11-20 | 2019-06-20 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置およびモータ制御方法 |
| WO2019138825A1 (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動機の制御装置 |
| WO2021131215A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 車両制御装置、及び、車両 |
| KR20220122254A (ko) * | 2021-02-26 | 2022-09-02 | 재단법인대구경북과학기술원 | 플랜트 제어 장치 및 그 제어 방법 |
-
1993
- 1993-04-20 JP JP9282593A patent/JPH06309008A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002038332A1 (en) * | 2000-11-01 | 2002-05-16 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Servocontrol device |
| GB2374683A (en) * | 2000-11-01 | 2002-10-23 | Mitsubishi Electric Corp | Servocontrol device |
| GB2374683B (en) * | 2000-11-01 | 2004-08-11 | Mitsubishi Electric Corp | Servo control apparatus |
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| JP4547619B2 (ja) * | 2004-06-04 | 2010-09-22 | 株式会社安川電機 | 機械定数同定装置および同定方法 |
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| US10425028B2 (en) | 2017-11-20 | 2019-09-24 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Motor control device and method of controlling motor |
| WO2019138825A1 (ja) * | 2018-01-09 | 2019-07-18 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動機の制御装置 |
| JPWO2019138825A1 (ja) * | 2018-01-09 | 2021-01-07 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動機の制御装置 |
| WO2021131215A1 (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 車両制御装置、及び、車両 |
| JP2021103350A (ja) * | 2019-12-24 | 2021-07-15 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 車両制御装置、及び、車両 |
| KR20220122254A (ko) * | 2021-02-26 | 2022-09-02 | 재단법인대구경북과학기술원 | 플랜트 제어 장치 및 그 제어 방법 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010417 |