JPH0736122B2 - Control method of servo control device - Google Patents
Control method of servo control deviceInfo
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- JPH0736122B2 JPH0736122B2 JP59156036A JP15603684A JPH0736122B2 JP H0736122 B2 JPH0736122 B2 JP H0736122B2 JP 59156036 A JP59156036 A JP 59156036A JP 15603684 A JP15603684 A JP 15603684A JP H0736122 B2 JPH0736122 B2 JP H0736122B2
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- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は、サーボ制御装置の制御方法に関し、特に計
算機によって入力信号を発生させ、その信号に従って制
御対象物に駆動するものに関する。Description: TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a control method for a servo control device, and more particularly to a control method for generating an input signal by a computer and driving the control object according to the signal.
従来のこの種の方法として第１図に示すものがあった。
図において、１は制御対象物６を制御する入力信号を発
生する計算機で、例えばディジタル計算機、２はディジ
タル計算機１からのディジタル信号をアナログ信号に変
換するD/Aコンバータ、３は比較器、例えば演算アン
プ、４は制御回路、５はサーボアンプ、６は例えばロボ
ットやレーザ加工機などの制御対象物、７は制御対象物
６から出力された出力信号を検出する検出器である。A conventional method of this type is shown in FIG.
In the figure, 1 is a computer for generating an input signal for controlling a controlled object 6, for example a digital computer, 2 is a D / A converter for converting a digital signal from the digital computer 1 into an analog signal, 3 is a comparator, for example An operational amplifier, 4 is a control circuit, 5 is a servo amplifier, 6 is a controlled object such as a robot or a laser processing machine, and 7 is a detector for detecting an output signal output from the controlled object 6.
次に動作について説明する。ディジタル計算機１によっ
て制御対象物６の出力を制御するための入力信号を発生
し、これをD/Aコンバータ２によってアナログ信号に変
換する。この入力信号から演算アンプ３によって検出器
７より帰還されたアナログ出力信号が減算され、制御回
路４を経てサーボアンプ５へ入力される。サーボアンプ
５はこの入力信号を電力増幅して制御対象物６を駆動す
る。制御対象物６からの出力信号は検出器７で検出さ
れ、演算アンプ３へ負帰還される。このように、制御対
象物６からの出力信号がディジタル計算機１で発生した
入力信号に追従するよう制御される。Next, the operation will be described. An input signal for controlling the output of the controlled object 6 is generated by the digital computer 1, and this is converted into an analog signal by the D / A converter 2. The analog output signal fed back from the detector 7 is subtracted from this input signal by the operational amplifier 3, and is input to the servo amplifier 5 via the control circuit 4. The servo amplifier 5 power-amplifies this input signal to drive the controlled object 6. The output signal from the controlled object 6 is detected by the detector 7 and is negatively fed back to the operational amplifier 3. In this way, the output signal from the controlled object 6 is controlled so as to follow the input signal generated by the digital computer 1.
第２図は制御対象物６の出力信号が入力信号に追従する
様子をそれぞれの波形で示した例である。図において、
横軸は時間（sec）、縦軸は入力または出力値（任意単
位）を示したもので、1aはディジタル計算機１からの指
令信号波形曲線、6aあるいは6bは制御対象物６の出力信
号波形曲線の例である。この場合の縦軸において、1.0
は目標出力信号の最終値を示している。図に示すよう
に、制御対象物６の出力は入力信号曲線1aに完全に一致
せず、演算アンプ３、サーボアンプ５、制御対象物６、
検出器７などのサーボ構成要素の伝達特性や制御回路４
の制御パラメータに応じて曲線6aあるいは曲線6bのよう
な曲線波形となり、入力信号曲線1aに対して、行きすぎ
や遅れを生じることとなる。FIG. 2 is an example in which the output signal of the controlled object 6 follows the input signal with respective waveforms. In the figure,
The horizontal axis shows time (sec) and the vertical axis shows input or output value (arbitrary unit), 1a is a command signal waveform curve from the digital computer 1, and 6a or 6b is an output signal waveform curve of the controlled object 6. Is an example of. On the vertical axis in this case, 1.0
Indicates the final value of the target output signal. As shown in the figure, the output of the controlled object 6 does not completely match the input signal curve 1a, and the operational amplifier 3, the servo amplifier 5, the controlled object 6,
Transfer characteristics of servo components such as the detector 7 and the control circuit 4
Depending on the control parameter of the above, a curved waveform such as the curve 6a or the curve 6b is obtained, and an overshoot or a delay occurs with respect to the input signal curve 1a.
従来のサーボ制御装置の制御方法は以上のように構成さ
れているので、制御対象物６からの出力信号は入力信号
に対して行きすぎや遅れが生じるため、制御対象物６か
らの出力信号を目標の出力信号に一致するように制御す
ることが困難であり、また安定性や速応性を改善し、サ
ーボの追従性を良くするために制御回路やサーボ構成要
素が高価になるなどの欠点があった。Since the conventional control method of the servo control device is configured as described above, the output signal from the controlled object 6 overshoots or delays with respect to the input signal, so that the output signal from the controlled object 6 is targeted. It is difficult to control so as to match the output signal of the controller, and the control circuit and servo components are expensive in order to improve stability and quick response and to improve servo followability. It was
この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので、計算機において時間領域での特定
入力信号u1（ｍΔｔ）を発生させて、制御対象物を駆動
して出力信号f1（ｍΔｔ）を検出する。The present invention has been made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional ones. In the computer, a specific input signal u1 (mΔt) in the time domain is generated to drive a controlled object and output signal f1 ( mΔt) is detected.
m:任意の整数 Δt:サプリングタイム この特性入力信号u1（ｍΔｔ）と制御対象物の出力信号
f1（ｍΔｔ）を上式に代入して計算し、サーボ制御装置
及び制御対象物の動特性ｇ（ｍΔｔ）を求める。この動
特性ｇ（ｍΔｔ）を考慮に入れて所望の目標出力信号f2
（ｍΔｔ）になるような入力信号u2（ｍΔｔ）を逆算し
て、制御対象物を制御することにより、制御対象物から
の出力信号として所望の出力信号を得ることができ、制
度良く制御対象物を制御できるサーボ制御装置の制御方
法を提供することを目的としている。 m: Arbitrary integer Δt: Suppression time This characteristic input signal u1 (mΔt) and the output signal of the controlled object
Substituting f1 (mΔt) into the above equation for calculation, the dynamic characteristics g (mΔt) of the servo control device and the controlled object are obtained. In consideration of this dynamic characteristic g (mΔt), the desired target output signal f2
By controlling the object to be controlled by back-calculating the input signal u2 (mΔt) that results in (mΔt), a desired output signal can be obtained as an output signal from the object to be controlled, and the object to be controlled can be controlled accurately. It is an object of the present invention to provide a control method of a servo control device capable of controlling the.
以下、この発明の一実施例を図について説明する。第３
図において、８は検出器７のアナログ信号をディジタル
信号に変換するA/Dコンバータ、９はA/Dコンバータ８か
らのディジタル信号を記憶するメモリである。このサー
ボ制御装置でディジタル計算機１からの入力信号をｕ
（ｔ）、検出器７で検出される出力信号をｆ（ｔ）、こ
のサーボ制御装置及び制御対象物の動特性、インパルス
応答をｇ（ｔ）とすると、コンボリユーションの定理に
より一般に次に示す式（１）が成り立つ。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. Third
In the figure, 8 is an A / D converter for converting the analog signal of the detector 7 into a digital signal, and 9 is a memory for storing the digital signal from the A / D converter 8. With this servo control device, the input signal from the digital computer 1 is u
(T), f (t) is the output signal detected by the detector 7, and g (t) is the dynamic characteristic and impulse response of the servo control device and the controlled object. Expression (1) shown below is established.
この式（１）を数値計算で近似的に解き、Δｔをサンプ
リングタイムとすると、ｍは任意の整数とすると次の式
（２）となる。 If this equation (1) is approximately solved by numerical calculation and Δt is the sampling time, then the following equation (2) is obtained when m is an arbitrary integer.
次に、上記式（１）の近似解が式（２）となる過程を、
第１種Volterra形積分方程式の近似解法を用いて説明す
る。 Next, the process in which the approximate solution of the above equation (1) becomes equation (2)
An explanation will be given using an approximate solution method of the Volterra type integral equation of the first kind.
において、０≦ξ≦ｘなる変域をｍ個に等分して（２）
式（Maclaurinの方式ｎ＝１）を適用する。 In, the range 0 ≦ ξ ≦ x is equally divided into m (2)
The expression (Maclaurin's method n = 1) is applied.
従って式（２）を用いると、ｆ（ｔ）,u（ｔ）,g（ｔ）
のうちのいずれか２つの信号が与えられると残りの信号
が計算できる。 Therefore, using equation (2), f (t), u (t), g (t)
Given any two of these signals, the remaining signals can be calculated.
そこでまず、ディジタル計算機１より時間領域での特定
入力信号、例えば試験信号として適当な信号u1（ｔ）を
発生させて制御対象物６を駆動し、u1（ｔ）に応じて検
出器７で検出される出力信号f1（ｔ）をA/Dコンバータ
８を経て、例えばメモリ９に記憶させる。ここで、f1
（ｔ）,u1（ｔ）が与えられたので、式（２）を用いて
このサーボ制御装置及び制御対象物のインパルス応答ｇ
（ｔ）が求まる。このインパルス応答ｇは試験信号によ
り求めたインパルス応答ｇ（ｔ）と同じものである。Therefore, first, a specific input signal in the time domain, for example, an appropriate signal u1 (t) is generated as a test signal from the digital computer 1 to drive the controlled object 6 and detected by the detector 7 according to u1 (t). The output signal f1 (t) is stored in, for example, the memory 9 via the A / D converter 8. Where f1
Since (t) and u1 (t) are given, the impulse response g of the servo control device and the controlled object is calculated using the equation (2).
(T) is obtained. This impulse response g is the same as the impulse response g (t) obtained from the test signal.
次に、同じ式（２）を用いて、試験信号により求めたイ
ンパルス応答ｇ（ｔ）と、目標とする出力信号f2（ｔ）
とから、目標の出力信号が得られるような入力信号u2
（ｔ）を求め方を説明する。Next, using the same equation (2), the impulse response g (t) obtained from the test signal and the target output signal f2 (t)
And the input signal u2 that obtains the target output signal from
A method of obtaining (t) will be described.
初めは制御対象が未知であるため、ｇが未知である。時
間領域での特定信号u1を入力として制御対象を動かし、
その時の出力f1を測定することで、u1とf1は既知の値と
なる。これから、まず、ｇを（２）式で求める。簡単の
ためｍ＝３までの（２）式を以下に示す。Since the control target is unknown at the beginning, g is unknown. Move the controlled object by inputting the specific signal u1 in the time domain,
By measuring the output f1 at that time, u1 and f1 become known values. From this, first, g is calculated by the equation (2). For simplicity, the equation (2) up to m = 3 is shown below.
以上に示すように、u1,f1が既知ならば、（３）式から がまた計算できるので、この値とu1,f1より（４）式か
ら がというように順次 を求めることができる。 As shown above, if u1, f1 is known, from equation (3) Can be calculated again, from this value and u1, f1 from equation (4) And so on Can be asked.
次のステップは上記で求めた と所望の出力信号f2（ｍΔｔ）から同様に（２）式を用
いてu2を求める。簡単のためｍ＝３までの式を以下に示
す。Next step found above Then, u2 is similarly obtained from the desired output signal f2 (mΔt) by using the equation (2). For simplicity, the formulas up to m = 3 are shown below.
このように、サーボ制御装置及び制御対象物の動特性を
考慮して求めた入力信号u2（ｔ）を、ディジタル計算機
１で発生させて制御対象物６を制御すると、目標出力信
号と一致した出力信号f2（ｔ）が得られることとなる。
なお、上記実施例では、計算機１を除くサーボ制御装置
及び制御対象物をアナログ系で構成したが、ディジタル
系で構成してもよいことはいうまでもなく、この場合は
D/Aコンバータ２及びA/Dコンバータ８は必要ない。 In this way, when the input signal u2 (t) obtained in consideration of the dynamic characteristics of the servo control device and the controlled object is generated by the digital computer 1 and the controlled object 6 is controlled, an output that matches the target output signal is obtained. The signal f2 (t) will be obtained.
In the above embodiment, the servo control device and the controlled object other than the computer 1 are constituted by analog systems, but it goes without saying that they may be constituted by digital systems.
The D / A converter 2 and the A / D converter 8 are not necessary.
さらに、この実施例では式（２）を用いており、時間領
域で時系列的な処理で可能となるため、構成が簡単で計
算時間も早くなる。Furthermore, since the equation (2) is used in this embodiment and the processing can be performed in time series in a time domain, the configuration is simple and the calculation time is short.
また、上記実施例ではサーボ制御装置及び制御対象物の
動特性をインパルス応答により求めているが、ステップ
応答により求めてもよい。Further, in the above embodiment, the dynamic characteristics of the servo control device and the controlled object are obtained by the impulse response, but they may be obtained by the step response.
〔発明の効果〕 以上のように、この発明によれば、制御対象物を制御す
る入力信号を発生する計算機、比較器、制御回路、サー
ボアンプ、及び制御対象物から出力された出力信号を検
出して比較器に帰還させる検出器を備えたサーボ制御装
置において、下式によって時間領域での特定入力信号u1
（ｍΔｔ）とその出力信号f1（ｍΔｔ）を用いてサーボ
制御装置及び制御対象物の動特性ｇ（ｍΔｔ）を求め、
この動特性ｇ（ｍΔｔ）に基づいて所望の出力信号f2
（ｍΔｔ）が得られるように入力信号u2（ｍΔｔ）を下
式によって計算し、この入力信号を用いて制御対象物を
制御するように構成したので、制御対象物からの出力信
号を所望の目標出力とほぼ一致させて制御することがで
き、簡単な構成で精度良く制御対象物を制御できるサー
ボ制御装置の制御方法を提供できる効果がある。As described above, according to the present invention, the output signal output from the computer, the comparator, the control circuit, the servo amplifier, and the controlled object that generate the input signal for controlling the controlled object is detected. In the servo control device equipped with the detector that is fed back to the comparator, the specific input signal u1 in the time domain
(MΔt) and its output signal f1 (mΔt) are used to obtain the dynamic characteristic g (mΔt) of the servo controller and the controlled object,
Based on this dynamic characteristic g (mΔt), the desired output signal f2
Since the input signal u2 (mΔt) is calculated by the following equation so as to obtain (mΔt) and the control target is controlled using this input signal, the output signal from the control target is set to the desired target. There is an effect that it is possible to provide a control method of a servo control device that can control an object to be controlled with a simple configuration and that can be controlled so as to substantially match the output.
m:任意の整数 Δt:サンプリングタイム m: arbitrary integer Δt: sampling time
第１図は従来のサーボ制御装置の制御方法を示すブロッ
ク図、第２図は従来のサーボ制御装置の制御方法によっ
て得られる時間に対する入力信号・出力信号の波形曲線
を示す特性図、第３図はこの発明の一実施例によるサー
ボ制御装置の制御方法を示すブロック図である。 １……計算機、３……比較器、４……制御回路、５……
サーボアンプ、６……制御対象物、７……検出器。 なお、図中、同一符号は同一または相当部分を示す。FIG. 1 is a block diagram showing a control method of a conventional servo control device, and FIG. 2 is a characteristic diagram showing waveform curves of an input signal and an output signal with respect to time obtained by the control method of the conventional servo control device. FIG. 3 is a block diagram showing a control method of a servo control device according to an embodiment of the present invention. 1 ... calculator, 3 ... comparator, 4 ... control circuit, 5 ...
Servo amplifier, 6 ... Controlled object, 7 ... Detector. In the drawings, the same reference numerals indicate the same or corresponding parts.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−90704（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−123785（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−58179（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−208615（ＪＰ，Ａ) 特公 昭59−2041（ＪＰ，Ｂ２)Continuation of front page (56) Reference JP-A-57-90704 (JP, A) JP-A-53-123785 (JP, A) JP-A-54-58179 (JP, A) JP-A-59-208615 (JP , A) Japanese Patent Publication Sho 59-2041 (JP, B2)
Claims (1)
計算機、比較器、制御回路、サーボアンプ、及び上記制
御対象物から出力された出力信号を検出して上記比較器
に帰還させる検出器を備えたサーボ制御装置において、
下式によって時間領域での特定入力信号u1（ｍΔｔ）と
その出力信号f1（ｍΔｔ）を用いて上記サーボ制御装置
及び上記制御対象物の動特性ｇ（ｍΔｔ）を求め、この
動特性ｇ（ｍΔｔ）に基づいて所望の出力信号f2（ｍΔ
ｔ）が得られるように入力信号u2（ｍΔｔ）を下式によ
って計算し、この入力信号を用いて上記制御対象物を制
御するようにしたことを特徴とするサーボ制御装置の制
御方法。 m:任意の整数 Δt:サンプリングタイム1. A computer, a comparator, a control circuit, a servo amplifier for generating an input signal for controlling an object to be controlled, and a detector for detecting an output signal outputted from the object to be fed back to the comparator. In the servo controller equipped with
The dynamic characteristic g (mΔt) of the servo control device and the controlled object is obtained by using the specific input signal u1 (mΔt) and its output signal f1 (mΔt) in the time domain according to the following equation. Based on the desired output signal f2 (mΔ
A control method for a servo controller, characterized in that an input signal u2 (mΔt) is calculated by the following equation so that t) can be obtained, and the control object is controlled using this input signal. m: arbitrary integer Δt: sampling time
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59156036A JPH0736122B2 (en) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | Control method of servo control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59156036A JPH0736122B2 (en) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | Control method of servo control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6132104A JPS6132104A (en) | 1986-02-14 |
| JPH0736122B2 true JPH0736122B2 (en) | 1995-04-19 |
Family
ID=15618913
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59156036A Expired - Lifetime JPH0736122B2 (en) | 1984-07-24 | 1984-07-24 | Control method of servo control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0736122B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0482214A4 (en) * | 1990-05-09 | 1994-09-21 | Nippon Steel Corp | Horizontal continuous casting method and apparatus therefor |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4169283A (en) * | 1977-04-04 | 1979-09-25 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Step-control of electromechanical systems |
| JPS592041A (en) * | 1982-06-29 | 1984-01-07 | Fujitsu Ltd | Formation of pattern |
-
1984
- 1984-07-24 JP JP59156036A patent/JPH0736122B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6132104A (en) | 1986-02-14 |
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