JPH0782382B2 - 学習制御方式 - Google Patents
学習制御方式Info
- Publication number
- JPH0782382B2 JPH0782382B2 JP61208371A JP20837186A JPH0782382B2 JP H0782382 B2 JPH0782382 B2 JP H0782382B2 JP 61208371 A JP61208371 A JP 61208371A JP 20837186 A JP20837186 A JP 20837186A JP H0782382 B2 JPH0782382 B2 JP H0782382B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- value
- gain value
- acceleration
- learning control
- gain
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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- Numerical Control (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はプレイバック形ロボット等のように繰り返し
制御を行う対象物の学習制御方式に係り、特に収束性の
速い学習制御方式に関する。
制御を行う対象物の学習制御方式に係り、特に収束性の
速い学習制御方式に関する。
［従来の技術］ 一般に、プレイバック形ロボットのような繰り返し制御
で対象物の位置決めを行う場合には、例えば特開昭60−
57409公報に示すように、まず教示動作を行って対象物
に目標とする作業軌跡の位置データ（以下教示値とい
う）を覚え込ませ、この教示値に従って再生運転を行う
と共に、上記教示値と運転軌跡との差（以下偏差とい
う）を検出して、この偏差を教示値に加えて次回の再生
運転の為の指令値とする学習制御方式が採用されてい
る。
で対象物の位置決めを行う場合には、例えば特開昭60−
57409公報に示すように、まず教示動作を行って対象物
に目標とする作業軌跡の位置データ（以下教示値とい
う）を覚え込ませ、この教示値に従って再生運転を行う
と共に、上記教示値と運転軌跡との差（以下偏差とい
う）を検出して、この偏差を教示値に加えて次回の再生
運転の為の指令値とする学習制御方式が採用されてい
る。
以上の一般的学習制御に、上記公報に示されるように各
自由度毎に動的遅れ時間を考慮して制御する方式、偏差
として目標軌跡と運転軌跡との速度の誤差をとるもの、
加速度の誤差をとるもの等が提案され、学習制御の精度
の向上、安定性が計られていた。
自由度毎に動的遅れ時間を考慮して制御する方式、偏差
として目標軌跡と運転軌跡との速度の誤差をとるもの、
加速度の誤差をとるもの等が提案され、学習制御の精度
の向上、安定性が計られていた。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、従来の学習制御方式では、制御系のゲイ
ン値は安定性を満足する範囲のものが選ばれるのみで、
系の特性を考慮して決定されていなかったので試行回数
を多く繰り返さなければ目標軌跡に一致しないという問
題点があった。
ン値は安定性を満足する範囲のものが選ばれるのみで、
系の特性を考慮して決定されていなかったので試行回数
を多く繰り返さなければ目標軌跡に一致しないという問
題点があった。
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので位置決めの精度が良く、収束性の速い学習制御
方式を得ることを目的とする。
たもので位置決めの精度が良く、収束性の速い学習制御
方式を得ることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ この発明に係る学習制御方式は、各自由度毎に、１回目
の再生運転を、対象物の目標軌跡の加速度、速度及び位
置のそれぞれに、所定の加速度ゲイン値、速度ゲイン値
及び位置ゲイン値を掛けた値を初期教示値として行な
い、２回目以降の再生運転を、前回の教示値または指令
値に、各加速度偏差、速度偏差及び位置偏差のそれぞれ
に上記加速度ゲイン値、速度ゲイン値及び位置ゲイン値
を掛けたものを加えた値を指令値として行なうようにし
たものである ［作用］ この発明においては、次回の指令値を定めるのに、加速
度、速度及び位置について、それぞれの制御ループのゲ
イン値を考慮したので、その制御系にあった学習が可能
となり、位置決め精度が良く、収束性の速い学習制御が
実現できる。
の再生運転を、対象物の目標軌跡の加速度、速度及び位
置のそれぞれに、所定の加速度ゲイン値、速度ゲイン値
及び位置ゲイン値を掛けた値を初期教示値として行な
い、２回目以降の再生運転を、前回の教示値または指令
値に、各加速度偏差、速度偏差及び位置偏差のそれぞれ
に上記加速度ゲイン値、速度ゲイン値及び位置ゲイン値
を掛けたものを加えた値を指令値として行なうようにし
たものである ［作用］ この発明においては、次回の指令値を定めるのに、加速
度、速度及び位置について、それぞれの制御ループのゲ
イン値を考慮したので、その制御系にあった学習が可能
となり、位置決め精度が良く、収束性の速い学習制御が
実現できる。
［実施例］ 以下、この発明の一実施例を図について説明する。第１
図はこの発明の一実施例を示すブロック線図で、図にお
いて（１）は制御指令値を演算し出力する、例えばデジ
タル計算機である指令値演算装置、（２）は指令値演算
装置（１）からのデ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）は例えば演算アンプである比
較器、（４）は制御回路、（５）はサーボアンプ、
（６）は制御対象物、（７）は、制御対象物（６）から
の位置、速度、加速度を現わす出力信号を検出する検出
器、（８）は、検出器（７）から帰還されたアナログ信
号をデ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）からのデジタル信号を記憶するメモ
リである。
図はこの発明の一実施例を示すブロック線図で、図にお
いて（１）は制御指令値を演算し出力する、例えばデジ
タル計算機である指令値演算装置、（２）は指令値演算
装置（１）からのデ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）は例えば演算アンプである比
較器、（４）は制御回路、（５）はサーボアンプ、
（６）は制御対象物、（７）は、制御対象物（６）から
の位置、速度、加速度を現わす出力信号を検出する検出
器、（８）は、検出器（７）から帰還されたアナログ信
号をデ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）からのデジタル信号を記憶するメモ
リである。
次に、その動作を第２図に基づいて説明する。第２図は
指令値演算装置（１）により実行される指令値演算プロ
グラムを示すフローチャートである。
指令値演算装置（１）により実行される指令値演算プロ
グラムを示すフローチャートである。
まず初期設定（ステップ（11））で、教示動作等によ
り、対象物に目標とする作業軌跡の位置データを覚え込
ませるとともに、各制御ループのゲイン値を設定する。
即ち加速度に対してはモータイナーシャImを、速度に対
しては速度サーボゲインKvを、位置に対しては位置サー
ボゲインKpを設定する。つづいて、この初期設定に基づ
いて再生運転を行なう（ステップ（12））。１回目の指
令値、即ち初期教示値として、目標軌跡をθｄとする
と、 U1(t)＝Imｄ（ｔ）＋Kvｄ（ｔ）＋Kpθｄ（ｔ） ‥
（１） を与える。この時、制御対象物（６）からの出力信号か
ら検出器（７）によって各サンプリング時間ごとに検出
される加速度信号d1(t)、速度信号d1(t)及び位置信
号θd1(t)がA/Dコンバータ（８）を通してメモリ（９）
に記憶される。１回の再生運転が終了すると、記憶され
たデータをもとに指令値演算装置（１）において、例え
ば誤差２乗積分値のような評価関数Ｊが計算され（ステ
ップ（13））、評価関数Ｊが所定の値Jminより大か小か
が判定され（ステップ（14））、もし、評価関数Ｊが所
定の値Jminより小さい場合には制御は終了するが、そう
でない場合には、指令値演算装置（１）において、目標
値と出力信号との加速度、速度及び位置における偏差1 (t)＝d(t)−d1(t)1 (t)＝d(t)−d1(t) e1(t)＝θd(t)−θd1(t) を用いて指令値U1(t)を修正し、（２）式により新たな
指令値U2(t)を計算する（ステップ（15））。
り、対象物に目標とする作業軌跡の位置データを覚え込
ませるとともに、各制御ループのゲイン値を設定する。
即ち加速度に対してはモータイナーシャImを、速度に対
しては速度サーボゲインKvを、位置に対しては位置サー
ボゲインKpを設定する。つづいて、この初期設定に基づ
いて再生運転を行なう（ステップ（12））。１回目の指
令値、即ち初期教示値として、目標軌跡をθｄとする
と、 U1(t)＝Imｄ（ｔ）＋Kvｄ（ｔ）＋Kpθｄ（ｔ） ‥
（１） を与える。この時、制御対象物（６）からの出力信号か
ら検出器（７）によって各サンプリング時間ごとに検出
される加速度信号d1(t)、速度信号d1(t)及び位置信
号θd1(t)がA/Dコンバータ（８）を通してメモリ（９）
に記憶される。１回の再生運転が終了すると、記憶され
たデータをもとに指令値演算装置（１）において、例え
ば誤差２乗積分値のような評価関数Ｊが計算され（ステ
ップ（13））、評価関数Ｊが所定の値Jminより大か小か
が判定され（ステップ（14））、もし、評価関数Ｊが所
定の値Jminより小さい場合には制御は終了するが、そう
でない場合には、指令値演算装置（１）において、目標
値と出力信号との加速度、速度及び位置における偏差1 (t)＝d(t)−d1(t)1 (t)＝d(t)−d1(t) e1(t)＝θd(t)−θd1(t) を用いて指令値U1(t)を修正し、（２）式により新たな
指令値U2(t)を計算する（ステップ（15））。
U2(t)＝U1(t)＋Im1(t)＋Kv1(t)＋Kpe1(t) ‥（２） 以下同様の操作を評価関数ＪがJminより小さくなる迄く
り返す。
り返す。
一般に制御対象の運動方程式には、上記（２）式に示す
各項目のほか、制御対象の慣性のような加速度に依存す
る非線形項、遠心力のような速度に依存する非線形項、
それに重力項、重力補正項などの非線形項が含まれる。
今回は１回目の入力U1(t)として系のなかで支配的な線
形項Imｄ（ｔ）、Kvｄ（ｔ）及びKpθｄ（ｔ）を入
れているので、この時の誤差は上記非線形項によるもの
だけになっており、大幅な修正が行なわれる。さらに２
回目以降の補正にも、系のなかで支配的な線形項の係数
をもとに、加速度、速度及び位置による学習の修正を行
なうため、位置決め精度が上るとともに収束性の速い学
習制御が実現できる。
各項目のほか、制御対象の慣性のような加速度に依存す
る非線形項、遠心力のような速度に依存する非線形項、
それに重力項、重力補正項などの非線形項が含まれる。
今回は１回目の入力U1(t)として系のなかで支配的な線
形項Imｄ（ｔ）、Kvｄ（ｔ）及びKpθｄ（ｔ）を入
れているので、この時の誤差は上記非線形項によるもの
だけになっており、大幅な修正が行なわれる。さらに２
回目以降の補正にも、系のなかで支配的な線形項の係数
をもとに、加速度、速度及び位置による学習の修正を行
なうため、位置決め精度が上るとともに収束性の速い学
習制御が実現できる。
なお、上記実施例では、制御系及び制御対象物をアナロ
グサーボ系としたが、デジタルサーボ系としてもよい。
また以上の説明では、１自由度についてだけ説明した
が、他の自由度についても同様に動作させることができ
ることはもちろんである。
グサーボ系としたが、デジタルサーボ系としてもよい。
また以上の説明では、１自由度についてだけ説明した
が、他の自由度についても同様に動作させることができ
ることはもちろんである。
［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、再生運転をくり返し行
う学習制御方式において、各自由度毎に、制御系の中で
支配的になる線形項の係数を考慮して、１回目の再生運
転の初期教示値を対象物の目標軌跡の加速度、速度及び
位置のそれぞれに、所定の加速度ゲイン値（モータイナ
ーシャ）、速度ゲイン値（速度サーボゲイン）及び位置
ゲイン値（位置サーボゲイン）を掛けた値とし、２回目
以降の再生運転の指令値を、前回の教示値または指令値
に、各加速度偏差、速度偏差及び位置偏差のそれぞれに
上記加速度ゲイン値、速度ゲイン値及び位置ゲイン値を
掛けたものを加えた値としたので、未知の制御対象に対
しても軌跡精度や収束速度の向上が図れ、その制御系に
あった学習が可能となり、位置決め精度の良好な収束性
の速い学習制御が実現できる効果がある。
う学習制御方式において、各自由度毎に、制御系の中で
支配的になる線形項の係数を考慮して、１回目の再生運
転の初期教示値を対象物の目標軌跡の加速度、速度及び
位置のそれぞれに、所定の加速度ゲイン値（モータイナ
ーシャ）、速度ゲイン値（速度サーボゲイン）及び位置
ゲイン値（位置サーボゲイン）を掛けた値とし、２回目
以降の再生運転の指令値を、前回の教示値または指令値
に、各加速度偏差、速度偏差及び位置偏差のそれぞれに
上記加速度ゲイン値、速度ゲイン値及び位置ゲイン値を
掛けたものを加えた値としたので、未知の制御対象に対
しても軌跡精度や収束速度の向上が図れ、その制御系に
あった学習が可能となり、位置決め精度の良好な収束性
の速い学習制御が実現できる効果がある。
第１図はこの発明の一実施例を示すブロック線図、第２
図はその動作を示すフローチャートである。 図において、（１）は指令値演算装置、（４）は制御回
路、（６）は制御対象物、（７）は検出器、（９）はメ
モリである。
図はその動作を示すフローチャートである。 図において、（１）は指令値演算装置、（４）は制御回
路、（６）は制御対象物、（７）は検出器、（９）はメ
モリである。
Claims (2)
- 【請求項１】複数の自由度を有する制御対象を、１回目
は初期教示値に従って再生運転し、２回目以降は、前回
の教示値または指令値に前回の再生運転時に測定された
再生軌跡と目標軌跡との偏差に基づく補正値を加えた指
令値に従って再生運転する学習制御を、各自由度毎に行
う学習制御方式において、上記初期教示値を、対象物の
目標軌跡の加速度、速度及び位置のそれぞれに、所定の
加速度ゲイン値、速度ゲイン値及び位置ゲイン値を掛け
た値とし、上記２回目以降の指令値を、前回の教示値ま
たは指令値に、各加速度偏差、速度偏差及び位置偏差の
それぞれに上記加速度ゲイン値、速度ゲイン値及び位置
ゲイン値を掛けたものを加えた値としたことを特徴とす
る学習制御方式。 - 【請求項２】上記加速度ゲイン値を制御対象の駆動モー
タのイナーシャ値とし、速度ゲイン値を速度のサーボゲ
イン値とし、そして位置ゲイン値を制御対象の位置のサ
ーボゲイン値とした特許請求の範囲第１項記載の学習制
御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208371A JPH0782382B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 学習制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61208371A JPH0782382B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 学習制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6364102A JPS6364102A (ja) | 1988-03-22 |
| JPH0782382B2 true JPH0782382B2 (ja) | 1995-09-06 |
Family
ID=16555177
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61208371A Expired - Lifetime JPH0782382B2 (ja) | 1986-09-04 | 1986-09-04 | 学習制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0782382B2 (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0772842B2 (ja) * | 1988-07-29 | 1995-08-02 | オ−クマ株式会社 | 追従誤差の検出機能を持った数値制御装置 |
| JP2633682B2 (ja) * | 1989-04-28 | 1997-07-23 | 株式会社東芝 | 舞台機構制御装置 |
| JP2633688B2 (ja) * | 1989-06-15 | 1997-07-23 | 株式会社東芝 | 舞台機構制御装置 |
| JP2633697B2 (ja) * | 1989-10-25 | 1997-07-23 | 株式会社東芝 | 舞台機構制御装置 |
| JP2750959B2 (ja) * | 1991-04-25 | 1998-05-18 | オークマ株式会社 | Ｎｃ非円形加工機 |
| JP6347595B2 (ja) * | 2013-11-25 | 2018-06-27 | キヤノン株式会社 | ロボット制御方法、及びロボット制御装置 |
| JP6705847B2 (ja) * | 2018-02-14 | 2020-06-03 | ファナック株式会社 | 加工結果に基づいた学習制御を行うロボットシステム及びその制御方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56153410A (en) * | 1980-04-30 | 1981-11-27 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Position control system |
| JPS60171506A (ja) * | 1984-02-15 | 1985-09-05 | Kobe Steel Ltd | 学習制御方法 |
| JPS61190604A (ja) * | 1985-02-18 | 1986-08-25 | Toyota Motor Corp | フイ−ドバツク制御における位置制御方法 |
-
1986
- 1986-09-04 JP JP61208371A patent/JPH0782382B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6364102A (ja) | 1988-03-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |