JPH0792702B2 - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
- Publication number
- JPH0792702B2 JPH0792702B2 JP2189228A JP18922890A JPH0792702B2 JP H0792702 B2 JPH0792702 B2 JP H0792702B2 JP 2189228 A JP2189228 A JP 2189228A JP 18922890 A JP18922890 A JP 18922890A JP H0792702 B2 JPH0792702 B2 JP H0792702B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- signal
- gain
- control means
- speed
- command signal
- 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 - Fee Related
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、産業用ロボットやNC工作機械等の制御対象の
動作を制御する制御装置に関する。
動作を制御する制御装置に関する。
従来、この種の制御装置は位置決めサーボ系を用いて指
令信号により制御対象の動作を制御している。また、他
の制御装置としては位置決めサーボ系において、指令信
号に対応した信号で制御対象の指令信号に対する応答遅
れを補償するフィードフォワードループを追加した方式
があり、さらに位置決めサーボ系において、ゲインを高
くして制御対象の指令信号に対する応答遅れを小さくす
る（補償する）方式がある。
令信号により制御対象の動作を制御している。また、他
の制御装置としては位置決めサーボ系において、指令信
号に対応した信号で制御対象の指令信号に対する応答遅
れを補償するフィードフォワードループを追加した方式
があり、さらに位置決めサーボ系において、ゲインを高
くして制御対象の指令信号に対する応答遅れを小さくす
る（補償する）方式がある。
上記位置決めサーボ系では第４図に示すように指令信号
（目標位置指令）に対する制御対象の応答が指数関
数的となり、つまり制御対象の位置が目標位置に近づく
に従ってゆるやかに変化し、制御対象が目標位置に一致
する、即ち収束するのに非常に長い時間がかかってタク
トの短縮が困難になる。また、位置決めサーボ系にフィ
ードフォワードループを追加した方式や、位置決めサー
ボ系のゲインを高くした方式では制御対象に無理がかか
り、弾性等によるオーバーシュートを引き起こすという
欠点がある。
（目標位置指令）に対する制御対象の応答が指数関
数的となり、つまり制御対象の位置が目標位置に近づく
に従ってゆるやかに変化し、制御対象が目標位置に一致
する、即ち収束するのに非常に長い時間がかかってタク
トの短縮が困難になる。また、位置決めサーボ系にフィ
ードフォワードループを追加した方式や、位置決めサー
ボ系のゲインを高くした方式では制御対象に無理がかか
り、弾性等によるオーバーシュートを引き起こすという
欠点がある。
本発明は上記欠点を改善し、制御対象の動作制御を安定
に、かつ高い応答性で行うことができる制御装置を提供
することを目的とする。
に、かつ高い応答性で行うことができる制御装置を提供
することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明は 制御対象に所望の動作を実行させるための位置指令信号
ａ及び速度指令信号ｂを発生する指令発生手段と、 上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信号ｂにより実際
に動作する上記制御対象に対する位置検出信号ｆ及び速
度検出信号ｅのうちの位置検出信号ｆと上記位置指令信
号ａとの偏差量ｄ、上記速度検出信号ｅと上記速度指令
信号ｂとの偏差量を求め、これらの偏差量に応じて上記
位置検出信号ｆ及び上記速度検出信号ｅが上記位置指令
信号ａ及び上記速度指令信号ｂに追従するように上記制
御対象を制御する制御手段と、 上記指令発生手段からの目標位置信号ｃ、上記速度検出
信号ｅ、上記位置検出信号ｆ、エリア制限信号ｇ、速度
制限信号ｈ、位置に関する許容範囲を示す値εにより、
|c−f|≦ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合に上記制御
手段のゲインを通常ゲインから高ゲインに変化させるこ
とが可能となる信号を出力し、|c−f|＜εになった時に
上記制御手段のゲインを高ゲインから通常ゲインに変化
させるための信号を出力するエリア制限手段と、 上記制御対象を上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信
号ｂに対して応答遅れがないように追従させるために、
上記速度検出信号ｅを微分した信号ｄ′と上記偏差量ｄ
との積ｄ・ｄ′を算出し、上記エリア制御手段からの信
号により|c−f|≦ｇでない場合及び|e|≦ｈでない場合
には上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、|c−f|≦
ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合にはｄ・ｄ′≧０な
らば上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、ｄ・ｄ′
＜０ならば上記制御手段のゲインを高ゲインにして|c−
f|＜εになった時に上記制御手段のゲインを通常ゲイン
にする可変ゲイン手段とを備えたものである。
ａ及び速度指令信号ｂを発生する指令発生手段と、 上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信号ｂにより実際
に動作する上記制御対象に対する位置検出信号ｆ及び速
度検出信号ｅのうちの位置検出信号ｆと上記位置指令信
号ａとの偏差量ｄ、上記速度検出信号ｅと上記速度指令
信号ｂとの偏差量を求め、これらの偏差量に応じて上記
位置検出信号ｆ及び上記速度検出信号ｅが上記位置指令
信号ａ及び上記速度指令信号ｂに追従するように上記制
御対象を制御する制御手段と、 上記指令発生手段からの目標位置信号ｃ、上記速度検出
信号ｅ、上記位置検出信号ｆ、エリア制限信号ｇ、速度
制限信号ｈ、位置に関する許容範囲を示す値εにより、
|c−f|≦ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合に上記制御
手段のゲインを通常ゲインから高ゲインに変化させるこ
とが可能となる信号を出力し、|c−f|＜εになった時に
上記制御手段のゲインを高ゲインから通常ゲインに変化
させるための信号を出力するエリア制限手段と、 上記制御対象を上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信
号ｂに対して応答遅れがないように追従させるために、
上記速度検出信号ｅを微分した信号ｄ′と上記偏差量ｄ
との積ｄ・ｄ′を算出し、上記エリア制御手段からの信
号により|c−f|≦ｇでない場合及び|e|≦ｈでない場合
には上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、|c−f|≦
ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合にはｄ・ｄ′≧０な
らば上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、ｄ・ｄ′
＜０ならば上記制御手段のゲインを高ゲインにして|c−
f|＜εになった時に上記制御手段のゲインを通常ゲイン
にする可変ゲイン手段とを備えたものである。
指令発生手段は制御対象に所望の動作を実行させるため
の位置指令信号ａ及び速度指令信号ｂを発生する。制御
手段は、上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信号ｂに
より実際に動作する上記制御対象に対する位置検出信号
ｆ及び速度検出信号ｅのうちの位置検出信号ｆと上記位
置指令信号ａとの偏差量ｄ、上記速度検出信号ｅと上記
速度指令信号ｂとの偏差量を求め、これらの偏差量に応
じて上記位置検出信号ｆ及び上記速度検出信号ｅが上記
位置指令信号ａ及び上記速度指令信号ｂに追従するよう
に上記制御対象を制御する。エリア制限手段は、上記指
令発生手段からの目標位置信号ｃ、上記速度検出信号
ｅ、上記位置検出信号ｆ、エリア制限信号ｇ、速度制限
信号ｈ、位置に関する許容範囲を示す値εにより、|c−
f|≦ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合に上記制御手段
のゲインを通常ゲインから高ゲインに変化させることが
可能となる信号を出力し、|c−f|＜εになった時に上記
制御手段のゲインを高ゲインから通常ゲインに変化させ
るための信号を出力する。そして、可変ゲイン手段は、
上記制御対象を上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信
号ｂに対して応答遅れがないように追従させるために、
上記速度検出信号ｅを微分した信号ｄ′と上記偏差量ｄ
との積ｄ・ｄ′を算出し、上記エリア制御手段からの信
号により|c−f|≦ｇでない場合及び|e|≦ｈでない場合
には上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、|c−f|≦
ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合にはｄ・ｄ′≧０な
らば上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、ｄ・ｄ′
＜０ならば上記制御手段のゲインを高ゲインにして|c−
f|＜εになった時に上記制御手段のゲインを通常ゲイン
にする。
の位置指令信号ａ及び速度指令信号ｂを発生する。制御
手段は、上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信号ｂに
より実際に動作する上記制御対象に対する位置検出信号
ｆ及び速度検出信号ｅのうちの位置検出信号ｆと上記位
置指令信号ａとの偏差量ｄ、上記速度検出信号ｅと上記
速度指令信号ｂとの偏差量を求め、これらの偏差量に応
じて上記位置検出信号ｆ及び上記速度検出信号ｅが上記
位置指令信号ａ及び上記速度指令信号ｂに追従するよう
に上記制御対象を制御する。エリア制限手段は、上記指
令発生手段からの目標位置信号ｃ、上記速度検出信号
ｅ、上記位置検出信号ｆ、エリア制限信号ｇ、速度制限
信号ｈ、位置に関する許容範囲を示す値εにより、|c−
f|≦ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合に上記制御手段
のゲインを通常ゲインから高ゲインに変化させることが
可能となる信号を出力し、|c−f|＜εになった時に上記
制御手段のゲインを高ゲインから通常ゲインに変化させ
るための信号を出力する。そして、可変ゲイン手段は、
上記制御対象を上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信
号ｂに対して応答遅れがないように追従させるために、
上記速度検出信号ｅを微分した信号ｄ′と上記偏差量ｄ
との積ｄ・ｄ′を算出し、上記エリア制御手段からの信
号により|c−f|≦ｇでない場合及び|e|≦ｈでない場合
には上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、|c−f|≦
ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合にはｄ・ｄ′≧０な
らば上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、ｄ・ｄ′
＜０ならば上記制御手段のゲインを高ゲインにして|c−
f|＜εになった時に上記制御手段のゲインを通常ゲイン
にする。
第１図は本発明の一実施例を示す。
指令発生手段11は制御対象12,13に所望の動作を実行さ
せるための指令信号a,b（目標位置信号ｃは指令信号ａ
と同じ信号）を発生する。この実施例では指令発生手段
11は制御対象の機構系13を構成しているロボットのアー
ムに所望の動作を実行させるために、位置指令信号ａと
速度指令信号ｂを発生する。
せるための指令信号a,b（目標位置信号ｃは指令信号ａ
と同じ信号）を発生する。この実施例では指令発生手段
11は制御対象の機構系13を構成しているロボットのアー
ムに所望の動作を実行させるために、位置指令信号ａと
速度指令信号ｂを発生する。
位置決め制御手段14は指令発生手段11からの指令信号a,
bと、この指令信号a,bにより実際に動作する制御対象1
2,13の位置と速度とを検出する検出手段からの速度検出
信号e,位置検出信号ｆとの偏差量を求め、この偏差量に
応じて検出信号e,fが指令信号a,bに追従するように制御
対象12,13に信号を出力する制御手段である。この実施
例ではアクチュエータ12はサーボモータにより構成され
てこのサーボモータにパルスジェネレータを検出手段と
して設けたものであり、このパルスジェネレータがサー
ボモータの軸位置及び軸速度を検出してアクチュエータ
軸位置信号ｆ及びアクチュエータ軸速度信号ｅを出力し
ている。なお、制御対象の機構系13の位置を位置検出用
センサにより検出し、この位置検出用センサからの検出
信号をアクチュエータ軸位置信号ｆの代りに用いるよう
にしてもよい。また、位置決め制御手段14はフィードフ
ォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御手段17を
有し、このフィードフォワード手段15,位置制御手段16
及び速度制御手段17の各ゲインF,K,Gはそれぞれ可変ゲ
イン手段18により通常ゲインと高ゲインとのいずれかに
制御される。位置制御手段16は指令発生手段11からの位
置指令信号ａより上記パルスジェネレータからのアクチ
ュエータ軸位置信号ｆを減算してその偏差量ｄをゲイン
Ｋで増幅する。速度制御手段17は指令発生手段11からフ
ィードフォワード手段15を介して与えられる速度指令信
号ｂより上記パルスジェネレータからのアクチュエータ
軸速度信号ｅを減算してその偏差量と位置制御手段16の
出力信号とを加算し、ゲインＧで増幅してアクチュエー
タ12に出力する。フィードフォワード手段15は速度指令
信号ｂに対する制御対象12,13の応答遅れが無くなるよ
うに指令発生手段11からの速度指令信号ｂをゲインＦで
増幅して速度制御手段17へ与える。
bと、この指令信号a,bにより実際に動作する制御対象1
2,13の位置と速度とを検出する検出手段からの速度検出
信号e,位置検出信号ｆとの偏差量を求め、この偏差量に
応じて検出信号e,fが指令信号a,bに追従するように制御
対象12,13に信号を出力する制御手段である。この実施
例ではアクチュエータ12はサーボモータにより構成され
てこのサーボモータにパルスジェネレータを検出手段と
して設けたものであり、このパルスジェネレータがサー
ボモータの軸位置及び軸速度を検出してアクチュエータ
軸位置信号ｆ及びアクチュエータ軸速度信号ｅを出力し
ている。なお、制御対象の機構系13の位置を位置検出用
センサにより検出し、この位置検出用センサからの検出
信号をアクチュエータ軸位置信号ｆの代りに用いるよう
にしてもよい。また、位置決め制御手段14はフィードフ
ォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御手段17を
有し、このフィードフォワード手段15,位置制御手段16
及び速度制御手段17の各ゲインF,K,Gはそれぞれ可変ゲ
イン手段18により通常ゲインと高ゲインとのいずれかに
制御される。位置制御手段16は指令発生手段11からの位
置指令信号ａより上記パルスジェネレータからのアクチ
ュエータ軸位置信号ｆを減算してその偏差量ｄをゲイン
Ｋで増幅する。速度制御手段17は指令発生手段11からフ
ィードフォワード手段15を介して与えられる速度指令信
号ｂより上記パルスジェネレータからのアクチュエータ
軸速度信号ｅを減算してその偏差量と位置制御手段16の
出力信号とを加算し、ゲインＧで増幅してアクチュエー
タ12に出力する。フィードフォワード手段15は速度指令
信号ｂに対する制御対象12,13の応答遅れが無くなるよ
うに指令発生手段11からの速度指令信号ｂをゲインＦで
増幅して速度制御手段17へ与える。
アクチュエータ12は上述のようにサーボモータとパルス
ジェネレータとで構成され、サーボモータが速度制御手
段17の出力信号により駆動されて制御対象の機構系13を
目標位置へ移動させる。
ジェネレータとで構成され、サーボモータが速度制御手
段17の出力信号により駆動されて制御対象の機構系13を
目標位置へ移動させる。
駆動系13は減速器とロボットのアームとで構成され、ア
クチュエータ12の出力が減速器で減速されてロボットの
アームに伝達される。
クチュエータ12の出力が減速器で減速されてロボットの
アームに伝達される。
可変ゲイン手段18は上記偏差量を補償するために、即
ち、制御対象12,13を指令信号a,bに対して制御応答遅れ
がないように追従させるために、位置決め制御手段14に
上記偏差量に対応する修正信号を出力する。この実施例
では可変ゲイン手段18は位置決め制御手段14におけるフ
ィードフォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御
手段17の各ゲインを通常ゲインから高ゲインに変化させ
るための信号を修正信号として出力する。ここで、通常
ゲインとは制御対象の目標が変化した場合に制御系が安
定して応答できるようなゲインであり、具体的にはロボ
ットのアームをある位置に移動させて停止させるのにロ
ボットのアームが安定して、即ち振動を起こさずに目標
位置に停止するようなゲインである。この通常ゲインで
は制御対象の応答が遅れる。高ゲインとは制御対象の応
答遅れを向上させることができるようなゲインであり、
高ゲインではロボットのアームの振動の問題が発生して
不安定な制御となる。
ち、制御対象12,13を指令信号a,bに対して制御応答遅れ
がないように追従させるために、位置決め制御手段14に
上記偏差量に対応する修正信号を出力する。この実施例
では可変ゲイン手段18は位置決め制御手段14におけるフ
ィードフォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御
手段17の各ゲインを通常ゲインから高ゲインに変化させ
るための信号を修正信号として出力する。ここで、通常
ゲインとは制御対象の目標が変化した場合に制御系が安
定して応答できるようなゲインであり、具体的にはロボ
ットのアームをある位置に移動させて停止させるのにロ
ボットのアームが安定して、即ち振動を起こさずに目標
位置に停止するようなゲインである。この通常ゲインで
は制御対象の応答が遅れる。高ゲインとは制御対象の応
答遅れを向上させることができるようなゲインであり、
高ゲインではロボットのアームの振動の問題が発生して
不安定な制御となる。
エリア制御手段19は上記指令信号ｃ及び上記パルスジェ
ネレータからのアクチュエータ軸位置信号ｆ及びアクチ
ュエータ軸速度信号ｅに基づいて可変ゲイン手段18を作
動させるかどうかを決定する信号を可変ゲイン手段18に
出力する。この実施例ではエリア制限手段19は予めエリ
ア制限信号g,速度制限信号ｈ及び位置に関する許容範囲
を示す値εが設定されている。そして、エリア制限手段
19は指令発生手段11からの目標位置信号ｃとパルスジェ
ネレータからのアクチュエータ軸位置信号ｆとの差の絶
対値|c−f|を求めてこの絶対値|c−f|をエリア制限信号
ｇと比較し、また、パルスジェネレータからのアクチュ
エータ軸速度信号ｅの絶対値|e|と速度制限信号ｈとを
比較する。エリア制限手段19は後述するように第２図の
フローチャートに示す条件を満足した場合には可変ゲイ
ン手段18を作動させる信号、即ち、フィードフォワード
手段15,位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲイン
を通常ゲインから高ゲインに変えることが可能になるよ
うな信号を可変ゲイン手段18に出力する。可変ゲイン手
段18は、フィードフォワード手段15,位置制御手段16及
び速度制御手段17の各ゲインをｄ＊ｄ′とエリア制限手
段19からの信号とによって、通常ゲインにするか高ゲイ
ンにするかを判断し、実際にフィードフォワード手段1
5,位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲインの切り
換えを実行する手段である。エリア制限手段19は制御対
象の位置や速度の検出情報e,fや上記g,h,εによって可
変ゲイン手段18というモジュールをエイブル／ディセー
ブルにする機能を持つ。つまり、可変ゲイン手段18は、
ｄ＊ｄ′とエリア制限手段19からの信号に基づく内部判
断によりフィードフォワード手段15,位置制御手段16及
び速度制御手段17のゲインの切り換えを行う。そして、
エリア制御手段19は、常時、制御対象のエリア等を監視
し、第２図に示すようにε≦|c−f|≦ｇ又は|e|≦ｈで
可変ゲイン手段18に対してフィードフォワード手段15,
位置制御手段16及び速度制御手段17のゲインを高ゲイン
へ切り換えることを可能とし、それ以外で可変ゲイン手
段18に対してフィードフォワード手段15,位置制御手段1
6及び速度制御手段17のゲインを通常ゲインへ切り換え
ることを可能とする。また、エリア制限手段19はフィー
ドフォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御手段1
7の各ゲインを通常ゲインから高ゲインに変えた後に
は、目標位置信号ｃとアクチュエータ軸位置信号ｆとの
差の絶対値|c−f|を、エリア制限信号ｇより小さな値ε
と比較し、目標位置信号ｃとアクチュエータ軸位置信号
ｆとの差の絶対値|c−f|がεより小さい場合には可変ゲ
イン手段18に信号を出力してフィードフォワード手段1
5,位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲインを通常
ゲインに変化させる。
ネレータからのアクチュエータ軸位置信号ｆ及びアクチ
ュエータ軸速度信号ｅに基づいて可変ゲイン手段18を作
動させるかどうかを決定する信号を可変ゲイン手段18に
出力する。この実施例ではエリア制限手段19は予めエリ
ア制限信号g,速度制限信号ｈ及び位置に関する許容範囲
を示す値εが設定されている。そして、エリア制限手段
19は指令発生手段11からの目標位置信号ｃとパルスジェ
ネレータからのアクチュエータ軸位置信号ｆとの差の絶
対値|c−f|を求めてこの絶対値|c−f|をエリア制限信号
ｇと比較し、また、パルスジェネレータからのアクチュ
エータ軸速度信号ｅの絶対値|e|と速度制限信号ｈとを
比較する。エリア制限手段19は後述するように第２図の
フローチャートに示す条件を満足した場合には可変ゲイ
ン手段18を作動させる信号、即ち、フィードフォワード
手段15,位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲイン
を通常ゲインから高ゲインに変えることが可能になるよ
うな信号を可変ゲイン手段18に出力する。可変ゲイン手
段18は、フィードフォワード手段15,位置制御手段16及
び速度制御手段17の各ゲインをｄ＊ｄ′とエリア制限手
段19からの信号とによって、通常ゲインにするか高ゲイ
ンにするかを判断し、実際にフィードフォワード手段1
5,位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲインの切り
換えを実行する手段である。エリア制限手段19は制御対
象の位置や速度の検出情報e,fや上記g,h,εによって可
変ゲイン手段18というモジュールをエイブル／ディセー
ブルにする機能を持つ。つまり、可変ゲイン手段18は、
ｄ＊ｄ′とエリア制限手段19からの信号に基づく内部判
断によりフィードフォワード手段15,位置制御手段16及
び速度制御手段17のゲインの切り換えを行う。そして、
エリア制御手段19は、常時、制御対象のエリア等を監視
し、第２図に示すようにε≦|c−f|≦ｇ又は|e|≦ｈで
可変ゲイン手段18に対してフィードフォワード手段15,
位置制御手段16及び速度制御手段17のゲインを高ゲイン
へ切り換えることを可能とし、それ以外で可変ゲイン手
段18に対してフィードフォワード手段15,位置制御手段1
6及び速度制御手段17のゲインを通常ゲインへ切り換え
ることを可能とする。また、エリア制限手段19はフィー
ドフォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御手段1
7の各ゲインを通常ゲインから高ゲインに変えた後に
は、目標位置信号ｃとアクチュエータ軸位置信号ｆとの
差の絶対値|c−f|を、エリア制限信号ｇより小さな値ε
と比較し、目標位置信号ｃとアクチュエータ軸位置信号
ｆとの差の絶対値|c−f|がεより小さい場合には可変ゲ
イン手段18に信号を出力してフィードフォワード手段1
5,位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲインを通常
ゲインに変化させる。
なお、図示してないが、各手段の動作の開始・停止及び
信号の流れを指示する演算制御装置が設けられている。
信号の流れを指示する演算制御装置が設けられている。
この実施例は通常の位置決め制御装置のように指令発生
手段11,位置決め制御手段14,アクチュエータ12の他に可
変ゲイン手段18を持ち、さらにエリア制限手段19を設け
たことを特徴とするものであり、次にその動作を説明す
る。
手段11,位置決め制御手段14,アクチュエータ12の他に可
変ゲイン手段18を持ち、さらにエリア制限手段19を設け
たことを特徴とするものであり、次にその動作を説明す
る。
指令発生手段11が指令信号a,bを発生してこの指令信号
a,bにより位置決め制御手段14が制御信号を作り、この
制御信号がアクチュエータ12に入力されてロボットのア
ームの位置決め動作が行われる。このとき、エリア制御
手段19は指令発生手段11からの目標位置信号ｃとパルス
ジェネレータからのアクチュエータ軸位置信号ｆ及びア
クチュエータ軸速度信号ｅとが入力され、第２図に示す
ように目標位置信号ｃとパルスジェネレータからのアク
チュエータ軸位置信号ｆとの差の絶対値|c−f|を求めて
この絶対値|c−f|をエリア制限信号ｇと比較する。そし
て、エリア制限手段19は|c−f|＞ｇならば可変ゲイン手
段18に対して停止信号を出力してフィードフォワード手
段15,位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲインを
通常ゲインに変化させる。通常、可変ゲイン手段18はフ
ィードフォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御
手段17の各ゲインを通常ゲインに設定しているので、位
置決め制御手段14はそのまま制御動作を行う。また、エ
リア制限手段19はパルスジェネレータからのアクチュエ
ータ軸速度信号ｅの絶対値|e|と速度制限信号ｈとを比
較し、|e|＞ｈならば可変ゲイン手段18に対して停止信
号を出力してフィードフォワード手段15,位置制御手段1
6及び速度制御手段17の各ゲインを通常ゲインに変化さ
せる。ここに、速度制限信号ｈは制御対象12,13の慣性
エネルギーが十分に小さくなったかどうかを判断するた
めの値であり、エリア制限手段19は|e|≦ｈならば制御
対象12,13の慣性エネルギーが十分に小さくなったと判
断してフィードフォワード手段15,位置制御手段16及び
速度制御手段17の各ゲインを高ゲインに変化させること
になる。すなわち、エリア制限手段19は|c−f|≦ｇで、
かつ|e|≦ｈであれば可変ゲイン手段18への停止信号を
解除して可変ゲイン手段18をオンさせる。このとき、可
変ゲイン手段18はパルスジェネレータからのアクチュエ
ータ軸速度信号ｅを微分してその微分信号ｄ′と位置決
め制御手段14からの位置偏差信号ｄとの積ｄ・ｄ′を算
出する。そして、可変ゲイン手段18はこのｄ・ｄ′が０
未満かどうかを判断してｄ・ｄ′≧０ならばフィードフ
ォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御手段17の
各ゲインを通常ゲインに変化させ、d.d′＜０ならば制
御対象12,13が減速域に入ったものと判定してフィード
フォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御手段17
の各ゲインを通常ゲインより高い高ゲインに変化させ
る。また、ここに、第５図はd,d′の時間的変化を示
す。エリア制限手段19は目標位置信号ｃとパルスジェネ
レータからのアクチュエータ軸位置信号ｆとの差の絶対
値|c−f|を求めてこの絶対値|c−f|をεと比較する。こ
こに、εは制御対象12,13が目標位置に来たかどうかを
判断するための値である。エリア制限手段19は、ｄ・
ｄ′＜０となって制御対象12,13が減速域に入ったもの
と判定した場合には、|c−f|≧εならばそのままである
が、|c−f|＜εになれば制御対象12,13が目標位置に来
たと判断してエリア制限手段19に停止信号を出力するこ
とによりフィードフォワード手段15,位置制御手段16及
び速度制御手段17の各ゲインを通常ゲインに変化させ
る。
a,bにより位置決め制御手段14が制御信号を作り、この
制御信号がアクチュエータ12に入力されてロボットのア
ームの位置決め動作が行われる。このとき、エリア制御
手段19は指令発生手段11からの目標位置信号ｃとパルス
ジェネレータからのアクチュエータ軸位置信号ｆ及びア
クチュエータ軸速度信号ｅとが入力され、第２図に示す
ように目標位置信号ｃとパルスジェネレータからのアク
チュエータ軸位置信号ｆとの差の絶対値|c−f|を求めて
この絶対値|c−f|をエリア制限信号ｇと比較する。そし
て、エリア制限手段19は|c−f|＞ｇならば可変ゲイン手
段18に対して停止信号を出力してフィードフォワード手
段15,位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲインを
通常ゲインに変化させる。通常、可変ゲイン手段18はフ
ィードフォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御
手段17の各ゲインを通常ゲインに設定しているので、位
置決め制御手段14はそのまま制御動作を行う。また、エ
リア制限手段19はパルスジェネレータからのアクチュエ
ータ軸速度信号ｅの絶対値|e|と速度制限信号ｈとを比
較し、|e|＞ｈならば可変ゲイン手段18に対して停止信
号を出力してフィードフォワード手段15,位置制御手段1
6及び速度制御手段17の各ゲインを通常ゲインに変化さ
せる。ここに、速度制限信号ｈは制御対象12,13の慣性
エネルギーが十分に小さくなったかどうかを判断するた
めの値であり、エリア制限手段19は|e|≦ｈならば制御
対象12,13の慣性エネルギーが十分に小さくなったと判
断してフィードフォワード手段15,位置制御手段16及び
速度制御手段17の各ゲインを高ゲインに変化させること
になる。すなわち、エリア制限手段19は|c−f|≦ｇで、
かつ|e|≦ｈであれば可変ゲイン手段18への停止信号を
解除して可変ゲイン手段18をオンさせる。このとき、可
変ゲイン手段18はパルスジェネレータからのアクチュエ
ータ軸速度信号ｅを微分してその微分信号ｄ′と位置決
め制御手段14からの位置偏差信号ｄとの積ｄ・ｄ′を算
出する。そして、可変ゲイン手段18はこのｄ・ｄ′が０
未満かどうかを判断してｄ・ｄ′≧０ならばフィードフ
ォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御手段17の
各ゲインを通常ゲインに変化させ、d.d′＜０ならば制
御対象12,13が減速域に入ったものと判定してフィード
フォワード手段15,位置制御手段16及び速度制御手段17
の各ゲインを通常ゲインより高い高ゲインに変化させ
る。また、ここに、第５図はd,d′の時間的変化を示
す。エリア制限手段19は目標位置信号ｃとパルスジェネ
レータからのアクチュエータ軸位置信号ｆとの差の絶対
値|c−f|を求めてこの絶対値|c−f|をεと比較する。こ
こに、εは制御対象12,13が目標位置に来たかどうかを
判断するための値である。エリア制限手段19は、ｄ・
ｄ′＜０となって制御対象12,13が減速域に入ったもの
と判定した場合には、|c−f|≧εならばそのままである
が、|c−f|＜εになれば制御対象12,13が目標位置に来
たと判断してエリア制限手段19に停止信号を出力するこ
とによりフィードフォワード手段15,位置制御手段16及
び速度制御手段17の各ゲインを通常ゲインに変化させ
る。
このように、本実施例では原則的にはフィードフォワー
ド手段15,位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲイ
ンを通常ゲインに設定して制御対象12,13の制御を安定
して行い、制御対象12,13が目標位置に収束するときに
もフィードフォワード手段15,位置制御手段16及び速度
制御手段17の各ゲインを通常ゲインに設定して制御対象
12,13を目標位置に短時間で収束させる。また、制御対
象12,13の慣性エネルギーが十分に小さくなったときに
フィードフォワード手段15,位置制御手段16及び速度制
御手段17の各ゲインを高ゲインに変えるので、制御対象
12,13の慣性エネルギーが大きい状態で制御対象12,13に
無理を強いるようなことがなく、かつ応答性を高めてタ
クトを短くすることができる。即ち、可変ゲイン手段18
の持つ高速性を有しつつ、制御対象に無理がかからない
ようにエリア制限手段19によって制御対象12,13の慣性
エネルギーに制限を付加することで、制御対象12,13に
無理をかけずに応答性を高めてタクトを短くすることが
できる。また、２次元,3次元に置かれた軌道を検出装置
により検出しながらその軌道に沿って制御対象を移動さ
せるようにした場合には軌道からのズレを補正するとき
の応答性がよくなるので、制御対象の軌跡精度が向上す
る。
ド手段15,位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲイ
ンを通常ゲインに設定して制御対象12,13の制御を安定
して行い、制御対象12,13が目標位置に収束するときに
もフィードフォワード手段15,位置制御手段16及び速度
制御手段17の各ゲインを通常ゲインに設定して制御対象
12,13を目標位置に短時間で収束させる。また、制御対
象12,13の慣性エネルギーが十分に小さくなったときに
フィードフォワード手段15,位置制御手段16及び速度制
御手段17の各ゲインを高ゲインに変えるので、制御対象
12,13の慣性エネルギーが大きい状態で制御対象12,13に
無理を強いるようなことがなく、かつ応答性を高めてタ
クトを短くすることができる。即ち、可変ゲイン手段18
の持つ高速性を有しつつ、制御対象に無理がかからない
ようにエリア制限手段19によって制御対象12,13の慣性
エネルギーに制限を付加することで、制御対象12,13に
無理をかけずに応答性を高めてタクトを短くすることが
できる。また、２次元,3次元に置かれた軌道を検出装置
により検出しながらその軌道に沿って制御対象を移動さ
せるようにした場合には軌道からのズレを補正するとき
の応答性がよくなるので、制御対象の軌跡精度が向上す
る。
第３図（ａ）（ｂ）は上記実施例と従来装置の応答特性
を示す。
を示す。
従来の位置決めサーボ系では第３図の特性曲線，に
示すように目標位置信号及び目標速度信号に対する
制御対象の制御位置及び制御速度の応答が悪く、また、
従来の位置決めサーボ系にフィードフォワードループを
追加した方式や、位置決めサーボ系のゲインを高くした
方式では第３図の特性曲線，に示すように制御対象
の慣性エネルギーによってオーバーシュートが生じやす
い。これに対して上記実施例ではエリア制限手段19を設
けたことにより、第３図の特性曲線，に示すように
目標位置信号及び目標速度信号に対する制御対象の
制御位置及び制御速度の応答性を無理なく高めることが
できてオーバーシュートをなくすことができる。
示すように目標位置信号及び目標速度信号に対する
制御対象の制御位置及び制御速度の応答が悪く、また、
従来の位置決めサーボ系にフィードフォワードループを
追加した方式や、位置決めサーボ系のゲインを高くした
方式では第３図の特性曲線，に示すように制御対象
の慣性エネルギーによってオーバーシュートが生じやす
い。これに対して上記実施例ではエリア制限手段19を設
けたことにより、第３図の特性曲線，に示すように
目標位置信号及び目標速度信号に対する制御対象の
制御位置及び制御速度の応答性を無理なく高めることが
できてオーバーシュートをなくすことができる。
なお、上記実施例ではアクチュエータ12に検出手段とし
てパルスジェネレータを設けたが、パルスジェネレータ
以外の検出手段を用いてもよい。また、上記実施例はロ
ボットのアームを制御する例であるが、NC工作機械の位
置決めや加工工具の位置決め等を行う場合に本発明を適
用してもよい。
てパルスジェネレータを設けたが、パルスジェネレータ
以外の検出手段を用いてもよい。また、上記実施例はロ
ボットのアームを制御する例であるが、NC工作機械の位
置決めや加工工具の位置決め等を行う場合に本発明を適
用してもよい。
以上のように本発明によれば 制御対象に所望の動作を実行させるための位置指令信号
ａ及び速度指令信号ｂを発生する指令発生手段と、 上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信号ｂにより実際
に動作する上記制御対象に対する位置検出信号ｆ及び速
度検出信号ｅのうちの位置検出信号ｆと上記位置指令信
号ａとの偏差量ｄ、上記速度検出信号ｅと上記速度指令
信号ｂとの偏差量を求め、これらの偏差量に応じて上記
位置検出信号ｆ及び上記速度検出信号ｅが上記位置指令
信号ａ及び上記速度指令信号ｂに追従するように上記制
御対象を制御する制御手段と、 上記指令発生手段からの目標位置信号ｃ、上記速度検出
信号ｅ、上記位置検出信号ｆ、エリア制限信号ｇ、速度
制限信号ｈ、位置に関する許容範囲を示す値εにより、
|c−f|≦ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合に上記制御
手段のゲインを通常ゲインから高ゲインに変化させるこ
とが可能となる信号を出力し、|c−f|＜εになった時に
上記制御手段のゲインを高ゲインから通常ゲインに変化
させるための信号を出力するエリア制限手段と、 上記制御対象を上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信
号ｂに対して応答遅れがないように追従させるために、
上記速度検出信号ｅを微分した信号ｄ′と上記偏差量ｄ
との積ｄ・ｄ′を算出し、上記エリア制御手段からの信
号により|c−f|≦ｇでない場合及び|e|≦ｈでない場合
には上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、|c−f|≦
ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合にはｄ・ｄ′≧０な
らば上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、ｄ・ｄ′
＜０ならば上記制御手段のゲインを高ゲインにして|c−
f|＜εになった時に上記制御手段のゲインを通常ゲイン
にする可変ゲイン手段とを備えたので、可変ゲイン手段
の持つ高速性を有しつつ、制御対象に無理がかからない
ようにエリア制限手段によって制御対象の慣性エネルギ
ーに制限を付加することで、制御対象に無理をかけずに
応答性を高めることができ、制御対象の動作制御を安定
に、かつ高い応答性で行うことができる。
ａ及び速度指令信号ｂを発生する指令発生手段と、 上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信号ｂにより実際
に動作する上記制御対象に対する位置検出信号ｆ及び速
度検出信号ｅのうちの位置検出信号ｆと上記位置指令信
号ａとの偏差量ｄ、上記速度検出信号ｅと上記速度指令
信号ｂとの偏差量を求め、これらの偏差量に応じて上記
位置検出信号ｆ及び上記速度検出信号ｅが上記位置指令
信号ａ及び上記速度指令信号ｂに追従するように上記制
御対象を制御する制御手段と、 上記指令発生手段からの目標位置信号ｃ、上記速度検出
信号ｅ、上記位置検出信号ｆ、エリア制限信号ｇ、速度
制限信号ｈ、位置に関する許容範囲を示す値εにより、
|c−f|≦ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合に上記制御
手段のゲインを通常ゲインから高ゲインに変化させるこ
とが可能となる信号を出力し、|c−f|＜εになった時に
上記制御手段のゲインを高ゲインから通常ゲインに変化
させるための信号を出力するエリア制限手段と、 上記制御対象を上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信
号ｂに対して応答遅れがないように追従させるために、
上記速度検出信号ｅを微分した信号ｄ′と上記偏差量ｄ
との積ｄ・ｄ′を算出し、上記エリア制御手段からの信
号により|c−f|≦ｇでない場合及び|e|≦ｈでない場合
には上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、|c−f|≦
ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合にはｄ・ｄ′≧０な
らば上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、ｄ・ｄ′
＜０ならば上記制御手段のゲインを高ゲインにして|c−
f|＜εになった時に上記制御手段のゲインを通常ゲイン
にする可変ゲイン手段とを備えたので、可変ゲイン手段
の持つ高速性を有しつつ、制御対象に無理がかからない
ようにエリア制限手段によって制御対象の慣性エネルギ
ーに制限を付加することで、制御対象に無理をかけずに
応答性を高めることができ、制御対象の動作制御を安定
に、かつ高い応答性で行うことができる。
第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
同実施例における可変ゲイン手段及びエリア制限手段の
処理フローを示すフローチャート、第３図（ａ）（ｂ）
は上記実施例と従来装置の応答特性を示す特性曲線図、
第４図は従来装置を説明するための特性曲線図、第５図
は上記実施例の動作タイミングを示すタイミングチャー
トである。 11……指令発生手段、12,13……制御対象、14……位置
決め制御手段、18……可変ゲイン手段、19……エリア制
限手段。
同実施例における可変ゲイン手段及びエリア制限手段の
処理フローを示すフローチャート、第３図（ａ）（ｂ）
は上記実施例と従来装置の応答特性を示す特性曲線図、
第４図は従来装置を説明するための特性曲線図、第５図
は上記実施例の動作タイミングを示すタイミングチャー
トである。 11……指令発生手段、12,13……制御対象、14……位置
決め制御手段、18……可変ゲイン手段、19……エリア制
限手段。
Claims (1)
- 【請求項１】制御対象に所望の動作を実行させるための
位置指令信号ａ及び速度指令信号ｂを発生する指令発生
手段と、 上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信号ｂにより実際
に動作する上記制御対象に対する位置検出信号ｆ及び速
度検出信号ｅのうちの位置検出信号ｆと上記位置指令信
号ａとの偏差量ｄ、上記速度検出信号ｅと上記速度指令
信号ｂとの偏差量を求め、これらの偏差量に応じて上記
位置検出信号ｆ及び上記速度検出信号ｅが上記位置指令
信号ａ及び上記速度指令信号ｂに追従するように上記制
御対象を制御する制御手段と、 上記指令発生手段からの目標位置信号ｃ、上記速度検出
信号ｅ、上記位置検出信号ｆ、エリア制限信号ｇ、速度
制限信号ｈ、位置に関する許容範囲を示す値εにより、
|c−f|≦ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合に上記制御
手段のゲインを通常ゲインから高ゲインに変化させるこ
とが可能となる信号を出力し、|c−f|＜εになった時に
上記制御手段のゲインを高ゲインから通常ゲインに変化
させるための信号を出力するエリア制限手段と、 上記制御対象を上記位置指令信号ａ及び上記速度指令信
号ｂに対して応答遅れがないように追従させるために、
上記速度検出信号ｅを微分した信号ｄ′と上記偏差量ｄ
との積ｄ・ｄ′を算出し、上記エリア制御手段からの信
号により|c−f|≦ｇでない場合及び|e|≦ｈでない場合
には上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、|c−f|≦
ｇで、且つ、|e|≦ｈとなった場合にはｄ・ｄ′≧０な
らば上記制御手段のゲインを通常ゲインとし、ｄ・ｄ′
＜０ならば上記制御手段のゲインを高ゲインにして|c−
f|＜εになった時に上記制御手段のゲインを通常ゲイン
にする可変ゲイン手段とを備えたことを特徴とする制御
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189228A JPH0792702B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2189228A JPH0792702B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0475113A JPH0475113A (ja) | 1992-03-10 |
| JPH0792702B2 true JPH0792702B2 (ja) | 1995-10-09 |
Family
ID=16237733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2189228A Expired - Fee Related JPH0792702B2 (ja) | 1990-07-17 | 1990-07-17 | 制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0792702B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0888990A (ja) * | 1994-09-14 | 1996-04-02 | Nec Corp | モータの位置制御装置 |
| JP4513071B2 (ja) * | 1997-07-08 | 2010-07-28 | 株式会社安川電機 | ロボットの制御装置 |
| JP2000122724A (ja) * | 1998-10-20 | 2000-04-28 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | モータ駆動装置の位置決め時間短縮方法 |
| JP5515644B2 (ja) * | 2009-11-04 | 2014-06-11 | 富士電機株式会社 | 位置制御装置 |
| JP6330144B2 (ja) * | 2014-06-13 | 2018-05-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 溶接システム |
| JP7405275B2 (ja) * | 2020-09-29 | 2023-12-26 | 日本電気株式会社 | 建設機械の作業制御方法、作業制御システム及び作業制御装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62204002A (ja) * | 1986-02-28 | 1987-09-08 | Toyoda Gosei Co Ltd | エア−モ−タの制動装置 |
| JPS6368913A (ja) * | 1986-09-10 | 1988-03-28 | Fujitsu Ltd | サ−ボ制御回路 |
| JPH01222312A (ja) * | 1988-03-01 | 1989-09-05 | Fujitsu Ltd | 移動体の移動制御方法 |
-
1990
- 1990-07-17 JP JP2189228A patent/JPH0792702B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0475113A (ja) | 1992-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2813909B2 (ja) | 数値制御装置のバックラッシュ補正方式 | |
| JP3478946B2 (ja) | サーボ調整方法およびその装置 | |
| JPH0816246A (ja) | ディジタルサーボによるタンデム制御方法 | |
| JP3169838B2 (ja) | サーボモータの制御方法 | |
| JPH0895643A (ja) | サーボモータのフィードフォワード制御方法 | |
| JPH05118302A (ja) | サーボモータの制御装置 | |
| JP3322826B2 (ja) | サーボモータによる加圧制御方法及び装置 | |
| JPH0792702B2 (ja) | 制御装置 | |
| JP3460761B2 (ja) | ロボットの制御装置 | |
| JP3226413B2 (ja) | 数値制御装置 | |
| JP3246559B2 (ja) | サーボ制御方式 | |
| JPH08263143A (ja) | 外乱オブザーバを用いた制御ゲイン切り替え方式 | |
| JP3298329B2 (ja) | サーボ制御装置およびサーボ制御方法 | |
| JPS6378206A (ja) | フルクロ−ズフイ−ドバツクｎｃシステムにおけるデジタルサ−ボシステムを用いた追従遅れを除去する方法 | |
| JPH10105247A (ja) | サーボモータのオーバーシュート防止方法 | |
| JP3301190B2 (ja) | 主軸運転切り換え方法 | |
| JPH09167023A (ja) | サーボ制御方法 | |
| JP3435828B2 (ja) | 位相制御されるサーボ系の進角自動決定方法 | |
| JP3019192B2 (ja) | バックラッシ補正方式 | |
| JP2728260B2 (ja) | サーボ制御装置 | |
| JP2841558B2 (ja) | 減速機のバックラッシュを補償したトルク制御方法 | |
| JPH10228319A (ja) | モータの制御装置 | |
| JPH09167024A (ja) | サーボ制御方法 | |
| JP2647750B2 (ja) | アクチュエータの駆動制御装置 | |
| JP3212538B2 (ja) | 位置制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |