JPH0643944A - Vibration prevention control method - Google Patents

Vibration prevention control method

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JPH0643944A
JPH0643944A JP21836692A JP21836692A JPH0643944A JP H0643944 A JPH0643944 A JP H0643944A JP 21836692 A JP21836692 A JP 21836692A JP 21836692 A JP21836692 A JP 21836692A JP H0643944 A JPH0643944 A JP H0643944A
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JP
Japan
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neural network
value
acceleration
arm
learning
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JP21836692A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadashi Morita
忠 森田
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Tsubakimoto Chain Co
Original Assignee
Tsubakimoto Chain Co
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To easily and efficiently suppress the vibration of a robot arm. etc., by utilizing a neural network. CONSTITUTION:After the neural network 11 of a forward system which outputs the acceleration estimated value of the tip part of the robot arm learns dynamic characteristics of the robot arm tip part. a robot arm driving motor 15 is brought under driving control while allowing the neural network 12 of a backward system to learn which finds a correction value DELTAVN(t) for a speed command V00(t) to the robot arm driving motor 15 so that an acceleration estimated value alphaa(t) of the arm tip part found by the neural network 11 of the forward system reaches an acceleration command alpha00(t) of the arm tip part.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は主に多関節型のロボット
アームにおける動作中の振動を抑制するための防振制御
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention mainly relates to an anti-vibration control method for suppressing vibration during operation of an articulated robot arm.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来における工業用ロボットのアーム先
端部の振動を抑制する制御はロボットの動特性を表す微
分方程式を作成し、この微分方程式に基づき制御理論に
よりアーム先端部の振動を補償する制御系を構成するこ
とで行っている。しかし微分方程式を作成するためには
高度な数学的知識が必要とされ、複雑な制御対象の場合
には微分方程式を作成すること自体難しく、不可能な場
合も多い。加えて制御理論による制御系の設計にも熟練
が必要とされる問題があった。
2. Description of the Related Art Conventional control for suppressing vibration of an arm tip portion of an industrial robot is a control for compensating the vibration of the arm tip portion by a control theory based on a differential equation expressing the dynamic characteristics of the robot. This is done by configuring the system. However, in order to create a differential equation, a high degree of mathematical knowledge is required, and in the case of a complex controlled object, creating a differential equation is difficult and often impossible. In addition, there is a problem that skill is required for designing the control system based on the control theory.

【0003】本発明は斯かる事情に鑑みなされたもので
あって、その目的とするところは、制御対象の動特性を
ニューラルネットワークにて学習することで微分方程式
を作成する必要がなく、また制御系の設計にも熟練を要
しない防振制御方法を提供するにある。
The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to learn a dynamic characteristic of a controlled object by a neural network so that it is not necessary to create a differential equation and control is performed. An object is to provide a vibration control method that does not require skill in system design.

【0004】[0004]

【課題を解決するための手段】本発明に係る防振制御方
法は、振動の制御対象物に取り付けた加速度センサの検
出値を教示信号とし、制御対象物に対する指令と、既に
求めてある加速度推定値とに基づき第1のニューラルネ
ットワークにて新たな加速度推定値を求め、この加速度
推定値が前記教示信号と一致するよう前記第1ニューラ
ルネットワークの学習を行う過程と、前記第1のニュー
ラルネットワークの学習終了後、前記第1のニューラル
ネットワークにて求めた加速度推定値が加速度目標値と
一致するよう、第2のニューラルネットワークにて先に
求めてある加速度推定値と、前記制御対象物に対する速
度指令とに基づき、前記制御対象物に対する速度指令の
補正値を求める学習を行い、求めた補正値と前記速度指
令とに基づき前記制御対象物を実稼働させる過程とを含
むことを特徴とする。
A vibration control method according to the present invention uses a detection value of an acceleration sensor attached to a vibration control target as a teaching signal, and gives a command to the control target and an acceleration estimate already obtained. A new acceleration estimation value is obtained by the first neural network based on the value and the learning process of the first neural network so that the acceleration estimation value matches the teaching signal. After learning, so that the acceleration estimated value obtained by the first neural network matches the acceleration target value, the acceleration estimated value previously obtained by the second neural network and the speed command for the controlled object Based on the above, learning for obtaining the correction value of the speed command for the controlled object is performed, and based on the obtained correction value and the speed command, Characterized in that it comprises a step for production of the control object.

【0005】[0005]

【作用】本発明にあっては第1のニューラルネットワー
クにて制御対象の動特性を学習し、また第2のニューラ
ルネットワークにて前記第1のニューラルネットワーク
で求めた加速度推定値が加速度目標値と一致又はその許
容範囲内の値となるよう制御対象物に対する指令値の補
正値を求める学習を行って、制御対象物の加速度を確実
にしかも迅速に加速度目標値に漸近せしめ得る。
According to the present invention, the dynamic characteristics of the controlled object are learned by the first neural network, and the acceleration estimated value obtained by the first neural network by the second neural network becomes the acceleration target value. Learning for obtaining the correction value of the command value for the control target object so as to be the same or a value within the allowable range can surely and quickly bring the acceleration of the control target object to the acceleration target value.

【0006】[0006]

【実施例】以下本発明を工業用ロボットのアームの防振
制御に適用した場合について具体的に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A case where the present invention is applied to vibration control of an arm of an industrial robot will be specifically described below.

【0007】図1は本発明に係る防振制御方法を適用し
た工業用ロボットの模式図であり、図中1は駆動用のモ
ータ及び制御系を内蔵した基台部、2はアーム、3はア
ーム2相互の間を連結する関節部である。アーム2は駆
動用のモータによる関節部3の回転動作により屈伸,回
転され、先端のマニュピレータ4にて所定の作業を実行
するようになっている。5はアーム2の先端に装着され
た加速度センサであり、後述する順システムのニューラ
ルネットワーク11の学習時にアーム2の先端部に取り付
けられ、実稼働時にはアーム2から取り外される。
FIG. 1 is a schematic view of an industrial robot to which a vibration control method according to the present invention is applied. In the figure, 1 is a base part having a driving motor and a control system built therein, 2 is an arm, 3 is a base. It is a joint that connects the arms 2 to each other. The arm 2 is bent and stretched and rotated by the rotating operation of the joint portion 3 by the driving motor, and the manipulator 4 at the tip executes a predetermined work. Reference numeral 5 denotes an acceleration sensor attached to the tip of the arm 2, which is attached to the tip of the arm 2 when learning the neural network 11 of the forward system, which will be described later, and detached from the arm 2 during actual operation.

【0008】次に実稼働に先立って行われる順システム
のニューラルネットワーク11の学習時の動作を図2に示
すブロック線図と共に説明する。図2はロボットアーム
の防振制御系における順システムのニューラルネットワ
ーク11の学習時の構成を示すブロック図である。制御系
は順システムのニューラルネットワーク11、逆システム
のニューラルネットワーク12を備えており、順システム
のニューラルネットワーク11の学習時には逆システムニ
ューラルネットワーク12は他とは切り離して非動作状態
としておく。
Next, the learning operation of the neural network 11 of the forward system, which is performed prior to the actual operation, will be described with reference to the block diagram shown in FIG. FIG. 2 is a block diagram showing a configuration at the time of learning of the neural network 11 of the forward system in the vibration control system of the robot arm. The control system is provided with a forward system neural network 11 and an inverse system neural network 12, and when learning the forward system neural network 11, the inverse system neural network 12 is separated from the others and kept inactive.

【0009】なおここにニューラルネットワークは人工
的な神経回路網モデル、即ち非線形・並列処理的な工業
的システムであり、その順システムとは制御対象を同
定、即ちある入力を与えて出力を得るシステムであり、
実施例ではモータに対する駆動電圧を入力、アーム先端
部の加速度を出力としてる。また逆システムとは制御対
象の逆系を同定、即ちある出力からある入力を求めるシ
ステムであり、実施例ではアーム先端部の加速度を与え
てモータに対する駆動電圧を求める。
Here, the neural network is an artificial neural network model, that is, a non-linear / parallel processing industrial system, and its forward system is a system for identifying a controlled object, that is, for giving an input and obtaining an output. And
In the embodiment, the drive voltage for the motor is input and the acceleration of the arm tip is output. The inverse system is a system for identifying the inverse system of the controlled object, that is, for obtaining a certain input from a certain output, and in the embodiment, the acceleration of the arm tip portion is given to obtain the drive voltage for the motor.

【0010】図2において、指令値であるモータの回転
角θ00(t) は線形コントローラ13に入力され、その加え
合わせ点にてモータ15に付設したロータリエンコーダ
(図示せず)の出力であるモータ15の現時点の回転角度
を減算し、その偏差に位置ゲインKp を乗じた値をモー
タに対する速度指令V00(t) としてサーボアンプ14及び
順システムのニューラルネットワーク11へ出力する。サ
ーボアンプ14は入力された値に応じた制御信号をモータ
15へ出力して、モータ15を駆動し、関節部3を回転させ
てアーム2の屈伸, 回転を行う。
In FIG. 2, the rotation angle θ 00 (t) of the motor, which is a command value, is input to the linear controller 13 and is the output of a rotary encoder (not shown) attached to the motor 15 at the addition point. The current rotation angle of the motor 15 is subtracted, and a value obtained by multiplying the deviation by the position gain K p is output to the servo amplifier 14 and the neural network 11 of the forward system as a speed command V 00 (t) for the motor. The servo amplifier 14 sends a control signal corresponding to the input value to the motor.
It outputs to 15 and drives the motor 15 to rotate the joint part 3 to bend / extend and rotate the arm 2.

【0011】アーム2の先端部に装着されている加速度
センサ5はアーム2先端部の加速度を検出し、これをア
ーム先端部の加速度実測値α(t) としてメモリ16に格納
する。該メモリ16は記憶してある1制御周期前のアーム
先端部の加速度実測値α(t-1) を順システムのニューラ
ルネットワーク11における他の入力端へ出力する。順シ
ステムのニューラルネットワーク11は線形コントローラ
13から入力されたモータの速度指令V00(t) と1制御周
期前のアーム先端部の加速度実測値α(t-1) に基づき、
アーム先端部の加速度αa (t) を推定し、この加速度推
定値αa (t) を比較照合部17へ出力する。
The acceleration sensor 5 mounted on the tip of the arm 2 detects the acceleration of the tip of the arm 2 and stores it in the memory 16 as an actual acceleration value α (t) of the tip of the arm. The memory 16 outputs the stored measured acceleration value α (t-1) of the arm tip portion one control cycle before to the other input terminal in the neural network 11 of the forward system. Forward system neural network 11 is a linear controller
Based on the motor speed command V 00 (t) input from 13 and the measured acceleration value α (t-1) of the arm tip part one control cycle before,
The acceleration α a (t) at the tip of the arm is estimated, and the estimated acceleration value α a (t) is output to the comparison and collation unit 17.

【0012】比較照合部17は順システムのニューラルネ
ットワーク11から入力されたアーム先端部の加速度推定
値αa (t) と加速度センサ5から入力されたアーム先端
部の加速度実測値α(t) とを照合し、アーム先端部の加
速度推定値αa (t) が教示信号であるアーム先端部の加
速度実測値α(t) と一致するようニューラルネットワー
ク11の結合係数を修正する学習を行う。
The comparison and collation unit 17 uses the estimated acceleration value α a (t) of the arm tip portion inputted from the neural network 11 of the forward system and the measured acceleration value α (t) of the arm tip portion inputted from the acceleration sensor 5. Then, learning for correcting the coupling coefficient of the neural network 11 is performed so that the estimated acceleration value α a (t) of the arm tip portion matches the measured acceleration value α (t) of the arm tip portion which is a teaching signal.

【0013】次に、順システム,逆システムのニューラ
ルネットワークの構成について説明する。順システム,
逆システムのニューラルネットワークの構成は実質的に
同じであり、以下に順システムのニューラルネットワー
クについて具体的に説明する。図3は順システムのニュ
ーラルネットワークの原理を示す説明図である。ニュー
ラルネットワークは入力層I,中間層M,出力層Oの3
層からなる階層構造になっており、入力層Iは2個のニ
ューロンI1 ,I2 (図3ではn個のニューロンを備え
る場合を示している)から、また中間層Mはj個のニュ
ーロンM1 ,M2 ,…Mj から、更に出力層Oは1個の
ニューロンO1 からなり、入力層Iの各ニューロン
1 ,I2 と中間層Mの各ニューロンM1 〜Mj との間
及び中間層Mの各ニューロンM1 〜Mj と出力層Oのニ
ューロンO1 との間は各々異なる結合係数で結合してい
る。
Next, the configurations of the forward system and inverse system neural networks will be described. Forward system,
The configuration of the inverse system neural network is substantially the same, and the forward system neural network will be specifically described below. FIG. 3 is an explanatory diagram showing the principle of the neural network of the forward system. The neural network consists of three layers: input layer I, middle layer M, and output layer O.
The input layer I has a hierarchical structure, and the input layer I is composed of two neurons I 1 and I 2 (FIG. 3 shows a case of having n neurons), and the intermediate layer M is composed of j neurons. From M 1 , M 2 , ... M j , the output layer O further comprises one neuron O 1 , and each neuron I 1 , I 2 of the input layer I and each neuron M 1 -M j of the intermediate layer M The neurons M 1 to M j of the intermediate layer M and the neuron O 1 of the output layer O are coupled with different coupling coefficients.

【0014】次に、バックプロパゲーション則による学
習方法について説明する。バックプロパゲーション則の
学習は前向き演算と後ろ向き演算とに分かれる。前向き
演算では、まず入力データxi (入力データの総称、入
力層Iのニューロンの個数はI1 〜In のn個で構成さ
れているものとして説明する)を入力層Iから入力し、
下記(1),(2) 式により、中間層Mの各ニューロンM1
j の出力値zj を求める。そして、この出力値zj
ら下記(1),(2) 式に従って、出力層OのニューロンO1
の出力値yk を求める。
Next, a learning method based on the back propagation rule will be described. Learning of the back propagation rule is divided into forward calculation and backward calculation. In the forward calculation, first, input data x i (collective name of input data, which is described as being assumed that the number of neurons in the input layer I is n from I 1 to In) is input from the input layer I,
From the equations (1) and (2) below, each neuron M 1 to
The output value z j of M j is obtained. Then, from this output value z j , the neuron O 1 of the output layer O is calculated according to the following equations (1) and (2).
Output value y k of

【0015】[0015]

【数1】 [Equation 1]

【0016】[0016]

【数2】 [Equation 2]

【0017】即ち入力層Iには各制御周期毎のモータ速
度指令値V0 (t) をニューロンI1に、また1制御周期
前のアーム先端部の加速度実測値α(t-1) をニューロン
2へ入力する。入力層Iの他のニューロンI3 乃至I
n には必要に応じて入力を行い又は入力をしなくてもよ
い。
That is, in the input layer I, the motor speed command value V 0 (t) for each control cycle is used for the neuron I 1 , and the measured acceleration value α (t-1) of the arm tip portion one control cycle before is used for the neuron. Input to I 2 . Other neurons I 3 to I of the input layer I
The n may or may not be input as necessary.

【0018】中間層Mの各ニューロンM1 ,M2
3 ,…Mj は前記(1) 式で求まる入力層Iからの入力
の合計値に基づきシグモイド関数に従ってその出力値z
j (z1,z2 ,z3 …zj の総称)を決定する。即ち
前記(1) 式に示される如き結合係数w1 を重みとした入
力値ai の線形加算値net を求め、その値を前記(2) 式
に示される如きシグモイド関数に代入することによって
得られる出力値bを各ニューロンM1 ,M2 〜Mj の出
力値として決定する。
Each neuron M 1 , M 2 , of the intermediate layer M,
M 3, ... M j is the output value z according to the sigmoid function based on the sum of the input from the input layer I which is obtained by the equation (1)
j (general term for z 1 , z 2 , z 3 ... z j ) is determined. That is, the linear addition value net of the input value a i weighted by the coupling coefficient w 1 as shown in the equation (1) is obtained, and the value is obtained by substituting it into the sigmoid function as shown in the equation (2). The output value b obtained is determined as the output value of each neuron M 1 , M 2 to M j .

【0019】次に出力層OのニューロンO1 は中間層M
からの入力の合計値に基づいてその出力値yk たる制御
周期毎におけるアーム先端部の加速度推定値αa (t) を
決定する。この決定も、上記した決定と同様にシグモイ
ド関数に従って行われる。
Next, the neuron O 1 of the output layer O is
Based on the total value of the inputs from, the estimated acceleration value α a (t) of the arm tip in each control cycle, which is the output value y k, is determined. This decision is also made according to the sigmoid function as in the above-mentioned decision.

【0020】一方後向き演算では、下記(3) 式にて表さ
れる教示データtk と出力層Oの出力値yk との誤差E
を逐次的に減少させるように、中間層Mと入力層Iとの
間の結合係数wji及び出力層Oと中間層Mとの間の結合
係数wkjの変更を行う。
On the other hand, in the backward calculation, the error E between the teaching data t k expressed by the following equation (3) and the output value y k of the output layer O:
The coupling coefficient w ji between the intermediate layer M and the input layer I and the coupling coefficient w kj between the output layer O and the intermediate layer M are changed so as to decrease gradually.

【0021】[0021]

【数3】 [Equation 3]

【0022】誤差Eを出力層Oと中間層Mとの間の結合
係数wkjによって偏微分すると下記(4) 式の如くにな
る。
When the error E is partially differentiated by the coupling coefficient w kj between the output layer O and the intermediate layer M, the following equation (4) is obtained.

【0023】[0023]

【数4】 [Equation 4]

【0024】結合係数wkjの修正量Δwkjは、修正量Δ
kjの大きさを制御するパラメータである学習係数ηを用
いて下記(5) 式の如く表される。
[0024] The correction amount Δw kj of the coupling coefficient w kj, the correction amount Δ
The learning coefficient η, which is a parameter that controls the size of kj , is used to express the equation (5).

【0025】[0025]

【数5】 [Equation 5]

【0026】同様に、誤差Eを中間層Mと入力層Iとの
間の結合係数wjiによって偏微分すると、下記(6) 式の
如くなる。
Similarly, when the error E is partially differentiated by the coupling coefficient w ji between the intermediate layer M and the input layer I, the following equation (6) is obtained.

【0027】[0027]

【数6】 [Equation 6]

【0028】結合係数wjiの修正量Δwjiは、修正量Δ
jiの大きさを制御するパラメータである学習係数ηを
用いて下記(7) 式の如く表される。
[0028] The correction amount Δw ji of the coupling coefficient w ji, the correction amount Δ
The learning coefficient η, which is a parameter for controlling the size of w ji , is used to represent the following equation (7).

【0029】[0029]

【数7】 [Equation 7]

【0030】このようにして、結合係数wkjの修正量Δ
kj及び結合係数wjiの修正量Δwjiを求めて結合係数
kj及び結合係数wjiを修正する。但し、実際には、学
習の収束を考慮して、1制御周期前の修正量Δwkj(t-
1),Δwji(t-1) を記憶しておいて、下記(8),(9) 式を
用いて修正量Δwkj(t),Δwji(t) を得る。
In this way, the correction amount Δ of the coupling coefficient w kj
The correction amount Δw ji of w kj and the coupling coefficient w ji is calculated to correct the coupling coefficient w kj and the coupling coefficient w ji . However, actually, in consideration of the convergence of learning, the correction amount Δw kj (t-
1) and Δw ji (t-1) are stored, and the correction amounts Δw kj (t) and Δw ji (t) are obtained using the following equations (8) and (9).

【0031】[0031]

【数8】 [Equation 8]

【0032】[0032]

【数9】 [Equation 9]

【0033】バックプロパゲーション則では、以上のよ
うな前向き演算と後ろ向き演算とを全ての学習パターン
について繰り返し、誤差Eが十分に小さくなるまで、換
言すれば許容範囲内に迄縮小されるまで、学習を行う。
In the back-propagation rule, the forward calculation and the backward calculation as described above are repeated for all learning patterns, and learning is performed until the error E becomes sufficiently small, in other words, until the error E is reduced to within an allowable range. I do.

【0034】次に実稼働を行うがこの実稼働過程では順
システムのニューラルネットワーク11に対しての教示信
号は不要であり、加速度センサ5は取り外す。
Next, the actual operation is carried out, but in this actual operation process, the teaching signal to the neural network 11 of the forward system is unnecessary, and the acceleration sensor 5 is removed.

【0035】図4は工業用ロボットの実稼働中における
制御系を示すブロック線図、図5は同じく実稼働中の制
御過程を示すフローチャートである。この実稼働過程で
は逆システムのニューラルネットワーク12における一方
の入力端及び出力端は、線形コントローラ13の出力端側
に、また他方の入力端は前記した順システムのニューラ
ルネットワーク11と共に、メモリ16に接続する。
FIG. 4 is a block diagram showing the control system during the actual operation of the industrial robot, and FIG. 5 is a flow chart showing the control process during the actual operation of the industrial robot. In this actual operation process, one input terminal and one output terminal of the inverse system neural network 12 are connected to the output terminal side of the linear controller 13, and the other input terminal is connected to the memory 16 together with the above-mentioned forward system neural network 11. To do.

【0036】位置指令であるモータの回転角θ00(t) を
線形コントローラ13及び2階微分器17へ入力する。この
2階微分器17においてはモータの回転各θ00(t) を2階
微分してアーム先端部の加速度目標値α00(t) を求めて
おく。線形コントローラ13においては加え合わせ点にて
モータ付設のロータリエンコーダの検出値を負帰還させ
た値を加え合わせ、その差に位置ゲインKp を乗じてモ
ータの速度指令( モータ電圧値) V00(t) を得、これを
逆システムのニューラルネットワーク12の一方の入力端
へ出力する。逆システムのニューラルネットワーク12の
他の入力端にはメモリ16から1制御周期前のアーム先端
部加速度推定値αa (t-1) が入力される(ステップS1)
The rotation angle θ 00 (t) of the motor, which is a position command, is input to the linear controller 13 and the second-order differentiator 17. In this second-order differentiator 17, each rotation θ 00 (t) of the motor is second-order differentiated to obtain an acceleration target value α 00 (t) at the tip of the arm. In the linear controller 13, a value obtained by negatively feeding back the detection value of the rotary encoder provided with the motor is added at the addition point, and the difference is multiplied by the position gain K p to output the motor speed command (motor voltage value) V 00 ( t) and outputs it to one input of the inverse system neural network 12. To the other input end of the neural network 12 of the inverse system, the arm tip acceleration estimated value α a (t-1) one control cycle before is input from the memory 16 (step S1).
.

【0037】逆システムのニューラルネットワーク12は
モータに対する速度指令V00(t) と、1制御周期前のア
ーム先端部の加速度推定値αa (t-1) とに基づいて、順
システムのニューラルネットワーク11からの出力である
アーム先端部の加速度推定値αa (t) を2階微分器17で
得たアーム先端部の加速度目標値α00(t) に一致させる
のに必要な速度指令V00(t) に対する補正値ΔVN (t)
を求め、これに線形コントローラ13の出力であるモータ
速度指令V00(t) を加え合わせ、最終的なモータ速度指
令Vamp (t) を得( ステップS2) 、これをサーボアンプ
14及び順システムのニューラルネットワーク11の一方の
入力端へ入力する( ステップS3) 。順システムのニュー
ラルネットワーク11の他の入力端にはメモリ16から1制
御周期前のアーム先端部の加速度推定値αa (t-1) が入
力されており、これらに基づいて順システムのニューラ
ルネットワーク11は次の制御周期におけるアーム先端部
の加速度推定値αa (t) を出力する。
The inverse system neural network 12 uses the speed command V 00 (t) for the motor and the estimated acceleration value α a (t-1) of the arm tip portion one control cycle before, and the neural network 12 of the forward system. The velocity command V 00 necessary to match the estimated value α a (t) of the arm tip acceleration output from 11 with the acceleration target value α 00 (t) of the arm tip obtained by the second-order differentiator 17. Correction value for (t) ΔV N (t)
Then, the motor speed command V 00 (t), which is the output of the linear controller 13, is added to this, and the final motor speed command V amp (t) is obtained (step S2).
It is input to one input terminal of the neural network 11 of 14 and the forward system (step S3). The acceleration estimation value α a (t-1) of the arm tip one control cycle before is input from the memory 16 to the other input terminal of the forward system neural network 11. Based on these, the forward system neural network 11 is input. 11 outputs the estimated acceleration value α a (t) of the arm tip in the next control cycle.

【0038】次に1制御周期前の逆システムのニューラ
ルネットワーク12に対する教示信号VNteach(t) を下記
(10)式に従って作製する( ステップS5) 。 VNteach(t) =VNteach(t-1) +δ{αa (t)−α00(t)}…(10) 但しδ:係数(実験により決定)
Next, the teaching signal V Nteach (t) to the neural network 12 of the inverse system one control cycle before is given below.
It is manufactured according to the equation (10) (step S5). V Nteach (t) = V Nteach (t-1) + δ {α a (t) -α 00 (t)} (10) where δ: coefficient (determined by experiment)

【0039】逆システムのニューラルネットワーク12に
て、モータ15に対する速度指令値V00(t) 、1制御周期
前のアーム先端部の加速度推定値αa (t-1) を入力と
し、前記VNteach(t) を教示信号として学習を行う( ス
テップS6) 。この学習は制御周期毎に1回だけ行われ
る。新たに求めた教示信号VNteach(t) アーム先端部の
加速度推定値αa (t) を夫々次回の制御周期において用
いるべくメモリ16等に格納しておく。
In the inverse system neural network 12, the speed command value V 00 (t) for the motor 15 and the estimated acceleration value α a (t-1) of the arm tip portion one control cycle before are input, and the above-mentioned V Nteach is input. Learning is performed using (t) as a teaching signal (step S6). This learning is performed only once in each control cycle. The newly obtained teaching signal V Nteach (t) estimated acceleration value α a (t) of the arm tip is stored in the memory 16 or the like so as to be used in the next control cycle.

【0040】この逆システムのニューラルネットワーク
12の学習の具体的内容は前述した順システムのニューラ
ルネットワーク11の学習に際して行った1回目の結合係
数の変更過程と実質的に同じである。最終的なモータ速
度指令Vamp (t) はサーボアンプ14へ入力されモータ15
が駆動制御されて、アーム2がその振動を抑制された状
態で動作せしめられる。再びステップS1に戻って前述し
た過程を反復する。
Neural network of this inverse system
The specific contents of the learning of 12 are substantially the same as the first changing process of the coupling coefficient performed in learning of the neural network 11 of the forward system. The final motor speed command V amp (t) is input to the servo amplifier 14 and the motor 15
Is controlled to operate the arm 2 in a state in which its vibration is suppressed. It returns to step S1 again and repeats the above-mentioned process.

【0041】なお、上述した実施例においては次回の教
示信号を求めるに際し1制御周期前のアーム先端部の加
速度実測値α(t-1),アーム先端部の加速度推定値αa (t
-1)、前回の教示信号VNteach(t-1) 等を用いたが特に
これに限るものではなく、何周期前の値を用いてもよ
い。また上記した実施例では工業用ロボットのアームの
防振に適用した場合を説明したが、何らこれに限るもの
ではなく、同様の各種装置の防振に適用し得ることは勿
論である。
In the above-described embodiment, when the next teaching signal is obtained, the measured acceleration value α (t-1) of the arm tip portion one control cycle before, and the estimated acceleration value α a (t of the arm tip portion α
-1), the previous teaching signal V Nteach (t-1) or the like was used, but the present invention is not limited to this, and a value of any number of cycles before may be used. Further, in the above-described embodiment, the case where the invention is applied to the vibration isolation of the arm of the industrial robot has been described, but the present invention is not limited to this and can be applied to the vibration isolation of various similar devices.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上の如く本発明方法にあっては、第1
のニューラルネットワークにてロボットアームの動特性
を学習するため、微分方程式等の数学モデルを作成する
必要がなく、また第2のニューラルネットワークにて所
望の出力が得られるよう学習することで制御系の設計が
容易となり、更に非線形の制御対象にも適用可能である
ため適用範囲が広い等、本発明は優れた効果を奏するも
のである。
As described above, in the method of the present invention, the first
Since the dynamic characteristics of the robot arm are learned by the neural network of No. 2, it is not necessary to create a mathematical model such as a differential equation, and the second neural network learns so as to obtain a desired output. The present invention has excellent effects such that the design is easy and the applicable range is wide because it can be applied to a non-linear controlled object.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明方法を適用した工業用ロボットの斜視図
である。
FIG. 1 is a perspective view of an industrial robot to which the method of the present invention is applied.

【図2】本発明方法において実施する順システムのニュ
ーラルネットワークの学習時における制御系を示すブロ
ック図である。
FIG. 2 is a block diagram showing a control system during learning of a neural network of a forward system implemented in the method of the present invention.

【図3】ニューラルネットワークの説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a neural network.

【図4】本発明方法の実稼働時における制御系を示すブ
ロック線図である。
FIG. 4 is a block diagram showing a control system during actual operation of the method of the present invention.

【図5】本発明方法の実稼働時の制御過程を示すフロー
チャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing a control process during actual operation of the method of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基台部 2 アーム 3 関節部 4 マニュピレータ 5 加速度センサ 11 順システムのニューラルネットワーク 12 逆システムのニューラルネットワーク 13 線形コントローラ 14 サーボアンプ 15 モータ 1 base part 2 arm 3 joint part 4 manipulator 5 acceleration sensor 11 forward system neural network 12 reverse system neural network 13 linear controller 14 servo amplifier 15 motor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G05B 19/407 F 9064−3H // F16F 15/02 A 9138−3J ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display location G05B 19/407 F 9064-3H // F16F 15/02 A 9138-3J

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 振動の制御対象物に取り付けた加速度セ
ンサの検出値を教示信号とし、制御対象物に対する指令
と、既に求めてある加速度推定値とに基づき第1のニュ
ーラルネットワークにて新たな加速度推定値を求め、こ
の加速度推定値が前記教示信号と一致するよう前記第1
ニューラルネットワークの学習を行う過程と、前記第1
のニューラルネットワークの学習終了後、前記第1のニ
ューラルネットワークにて求めた加速度推定値が加速度
目標値と一致するよう、第2のニューラルネットワーク
にて先に求めてある加速度推定値と、前記制御対象物に
対する速度指令とに基づき、前記制御対象物に対する速
度指令の補正値を求める学習を行い、求めた補正値と前
記速度指令とに基づき前記制御対象物を実稼働させる過
程とを含むことを特徴とする防振制御方法。
1. A new acceleration is applied by a first neural network based on a command to a control object and an estimated acceleration value already obtained, using a detection value of an acceleration sensor attached to a vibration control object as a teaching signal. An estimated value is obtained, and the first estimated value is set so that the estimated acceleration value matches the teaching signal.
The process of learning the neural network, and the first
After the learning of the neural network is completed, the acceleration estimated value previously obtained by the second neural network and the control target are controlled so that the acceleration estimated value obtained by the first neural network matches the acceleration target value. Based on a speed command for an object, learning for obtaining a correction value of the speed command for the controlled object, and actually operating the controlled object based on the calculated correction value and the speed command are included. Anti-vibration control method.
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