JPH09247972A - Method and device for controlling stop position - Google Patents
Method and device for controlling stop positionInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、速度調整手段によ
り速度制御された電動機を用いて駆動される移動機構に
より、物体を所定の距離移動する場合の停止位置制御方
法および装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stop position control method and apparatus for moving an object by a predetermined distance by a moving mechanism driven by an electric motor whose speed is controlled by a speed adjusting means.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、電動機により駆動される移動機構
を用いて物体を所定の距離移動する場合、位置を検出し
帰還制御したり、あるいは所定の距離移動するのに必要
な速度指令により速度制御することにより、位置制御し
ている。2. Description of the Related Art Conventionally, when an object is moved by a predetermined distance by using a moving mechanism driven by an electric motor, the position is detected and feedback control is performed, or speed control is performed by a speed command necessary for moving the object by a predetermined distance. By doing so, the position is controlled.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このような位置制御方
法では、位置制御系の応答遅れや、速度制御系の応答遅
れのため、停止時に位置誤差が残存するという問題があ
る。また、負荷変化，電源変動等の外乱のため、所定の
位置精度が実現できない問題がある。あるいは、速度指
令が固定されているため修正ができず、停止位置誤差を
発生するという問題がある。In such a position control method, there is a problem that a position error remains at the time of stop due to the response delay of the position control system and the response delay of the speed control system. Further, there is a problem that a predetermined position accuracy cannot be realized due to disturbance such as load change and power supply change. Alternatively, since the speed command is fixed, it cannot be corrected, resulting in a stop position error.
【０００４】本発明の目的は、移動の減速期間に、停止
するまでの距離に必要な速度指令を連続的に発生し、速
度修正を続けることにより、精度の高い停止位置制御方
法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a highly accurate stop position control method by continuously generating a speed command required for a distance to stop during a deceleration period of movement and continuing speed correction. It is in.
【０００５】本発明の他の目的は、上記方法を実施する
停止位置制御装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a stop position control device for implementing the above method.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、減速期間に現在の時刻，物体の速度，物
体の位置を測定し、それらの諸量を用いて算出した減速
指令により減速し停止することを特徴とする。すなわ
ち、物体が所定の距離を移動するのに必要な減速指令を
与えて、速度調整手段により速度制御された電動機によ
り駆動される移動機構において、減速時点の物体の速度
および位置を検出して保持し、それらの値を用いて停止
に必要な時刻を停止時刻計算手段により算出し、所定位
置に停止できる速度指令を速度指令発生手段により発生
し、速度調整手段に与えることにより、精度のよい停止
位置制御を実行する。In order to achieve the above object, the present invention measures the present time, the speed of an object, and the position of an object during a deceleration period and calculates a deceleration command using these quantities. It is characterized by decelerating and stopping by. That is, a moving mechanism driven by an electric motor whose speed is controlled by a speed adjusting unit detects and holds the speed and position of the object at the time of deceleration by giving a deceleration command necessary for the object to move a predetermined distance. Then, by using these values, the time required for stopping is calculated by the stop time calculating means, and the speed command generating means generates the speed command capable of stopping at the predetermined position, and the speed adjusting means gives the speed adjusting means to stop the operation accurately. Perform position control.
【０００７】[0007]
【発明の実施の形態】図１は、本発明の一実施例の停止
位置制御装置のブロック図である。1 is a block diagram of a stop position control device according to an embodiment of the present invention.
【０００８】物体は移動機構３により移動され、この移
動機構３は電動機２により駆動される。電動機２は、停
止位置制御装置２０により停止位置が制御される。The object is moved by the moving mechanism 3, and the moving mechanism 3 is driven by the electric motor 2. The stop position of the electric motor 2 is controlled by the stop position control device 20.
【０００９】この停止位置制御装置２０は、全移動量ｐ
M ，速度−位置変換定数Ｋp ，加速終了時刻ｔ1 ，減速
開始時刻ｔ2 ，停止時刻ｔ3 を入力する定数入力手段１
０と、起動後の実時刻を発生する実時刻発生手段７と、
制御初期時刻を保持する標本時刻保持手段８と、電動機
速度を検出する速度検出手段４と、検出された電動機速
度を用いて制御初期時刻における速度を保持する標本速
度保持手段９と、物体の位置を検出する位置検出手段５
と、検出された物体位置を用いて制御初期時刻における
位置を保持する標本位置保持手段６と、制御初期時刻後
の移動量すなわち到達距離を計算する到達距離計算手段
１１と、入力定数，得られた標本速度，到達距離等を用
いて停止時刻を算出する停止時刻計算手段１２と、算出
された停止時刻を用いて停止するまでの速度指令を発生
する速度指令発生手段１３と、この発生された速度指令
により電動機２を速度調整する速度調整手段１とにより
構成されている。The stop position control device 20 has a total movement amount p.
M, the speed - position conversion constant K p, the acceleration end time t 1, the deceleration starting time t 2, the constant input means 1 for inputting a stop time t 3
0, and a real time generation means 7 for generating a real time after activation,
Sample time holding means 8 for holding the control initial time, speed detection means 4 for detecting the motor speed, sample speed holding means 9 for holding the speed at the control initial time using the detected motor speed, and the position of the object Position detecting means 5 for detecting
A sample position holding means 6 for holding the position at the control initial time using the detected object position, a reach distance calculating means 11 for calculating the movement amount after the control initial time, that is, a reach distance, an input constant, The stop time calculation means 12 for calculating the stop time using the sample speed, the reach distance, etc., the speed command generation means 13 for generating the speed command until the stop using the calculated stop time, and the generated stop time calculation means 13. The speed adjusting means 1 adjusts the speed of the electric motor 2 according to the speed command.
【００１０】本実施例の動作を説明する前に、本発明の
原理を図２を参照して説明する。図２において、（Ａ）
は、時刻ｔに対する電動機速度ｎを示すグラフであり、
（Ｂ）は、時刻ｔに対する物体の移動位置ｐを示すグラ
フである。Before explaining the operation of this embodiment, the principle of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 2, (A)
Is a graph showing the motor speed n with respect to time t,
(B) is a graph showing the moving position p of the object with respect to the time t.
【００１１】図１（Ａ）の時刻ｔと電動機速度ｎのグラ
フにおいて、ｎR は所定距離移動するのに必要な基準速
度指令で、ｎM はその最大速度、ｔ1 は加速終了時刻、
ｔ2は減速開始時刻、ｔ3 は停止時刻である。また、
ｎ′は減速時の電動機速度、ｔ0 は速度計測時刻、ｎ0
はその時点における電動機速度、ｎR ′は新しい速度指
令、ｔ3Rは新しい速度指令における停止時刻である。図
２（Ｂ）の時刻ｔと位置ｐのグラフにおいて、ｐM は移
動距離、Δｐは時刻ｔ0 における位置誤差である。In the graph of the time t and the motor speed n in FIG. 1A, n R is a reference speed command required to move a predetermined distance, n M is its maximum speed, t 1 is the acceleration end time,
t 2 is the deceleration start time, and t 3 is the stop time. Also,
n ′ is the motor speed during deceleration, t 0 is the speed measurement time, n 0
Is the motor speed at that time, n R ′ is the new speed command, and t 3R is the stop time at the new speed command. In the graph of time t and position p in FIG. 2B, p M is the movement distance and Δp is the position error at time t 0 .
【００１２】通常、図２（Ａ）に示す基準速度指令ｎR
により、誤差が零の状態で電動機が動作すると、図２
（Ｂ）に示すように移動位置ｐはグラフｐR で示すよう
に変化し、時刻ｔ3 において移動距離はｐM となり停止
する。ところが図２（Ａ）の時刻ｔ0 において、電動機
速度がｎ′のように誤差を生ずると、図２（Ｂ）に示す
ように位置誤差Δｐを発生する。停止時にこの位置誤差
を零とするためには、時刻ｔ0 後は図２（Ａ）の２つの
斜線部分の面積が等しくなるような新しい速度指令
ｎR ′により電動機を駆動する必要がある。Normally, the reference speed command n R shown in FIG.
As a result, if the electric motor operates with zero error,
As shown in (B), the moving position p changes as shown by the graph p R , and at time t 3 , the moving distance becomes p M and stops. However, at time t 0 in FIG. 2 (A), if the motor speed has an error such as n ′, a position error Δp is generated as shown in FIG. 2 (B). In order to make this position error zero when the motor is stopped, it is necessary to drive the electric motor after time t 0 by a new speed command n R ′ such that the areas of the two shaded areas in FIG.
【００１３】いま、時刻ｔ0 における位置をｐ0 とする
と、位置誤差Δｐは次式で表される。Now, assuming that the position at time t 0 is p 0 , the position error Δp is expressed by the following equation.
【００１４】[0014]
【数１】 [Equation 1]
【００１５】ここに、ｐM は全移動距離、ｎ0 は時刻ｔ
0 における速度、Δｔは到達時間、Ｐは回転数−位置変
換定数である。Here, p M is the total moving distance, n 0 is the time t
The velocity at 0 , Δt is the arrival time, and P is the rotational speed-position conversion constant.
【００１６】[0016]
【数２】 [Equation 2]
【００１７】したがって、停止時刻ｔ3Rは次式のように
なる。Therefore, the stop time t 3R is given by the following equation.
【００１８】[0018]
【数３】 (Equation 3)
【００１９】そこで、式（３）の値を用いて次式に示す
減速指令ｎR ′（ｔ）を発生し、これを速度調整手段１
に与える。Therefore, a deceleration command n R ′ (t) shown in the following equation is generated by using the value of the equation (3), and the deceleration instruction n R ′ (t) is generated.
Give to.
【００２０】[0020]
【数４】 (Equation 4)
【００２１】以上が本発明の停止位置制御方法の根本原
理である。The above is the basic principle of the stop position control method of the present invention.
【００２２】図１に戻り、所定の移動距離ｐM に必要な
速度指令ｎR （図２（Ａ））が速度調整手段１に与えら
れて、電動機２が動作し、移動機構３により物体が移動
する。このとき、電動機速度ｎが速度検出手段４により
検出され、また物体の位置ｐが位置検出手段５により検
出される。Returning to FIG. 1, the speed command n R (FIG. 2 (A)) required for the predetermined moving distance p M is given to the speed adjusting means 1, the electric motor 2 operates, and the moving mechanism 3 moves the object. Moving. At this time, the motor speed n is detected by the speed detecting means 4, and the position p of the object is detected by the position detecting means 5.
【００２３】起動後の時刻ｔは、実時刻発生手段７によ
り発生され、減速期間（ｔ≧ｔ2 ）の任意の時刻ｔ0 が
標本時刻保持手段８により保持される。同時に、そのと
きの速度ｎ0 が標本速度保持手段９により保持され、ま
たそのときの物体位置ｐ0 が標本位置保持手段６に保持
される。定数入力手段１０に入力された移動距離ｐMを
用いて、式（１）により到達距離Δｐが到達距離計算手
段１１により算出される。算出された到達距離Δｐ、標
本速度保持手段９により保持されている標本速度ｎ0 、
定数入力手段に入力された回転数−位置変換定数Ｋp の
諸量を用いて、停止時刻ｔR3を式（３）により停止時刻
計算手段１２で算出する。算出された停止時刻ｔR3，標
本時刻ｔ0 ，標本速度ｎ0 の諸量を用いて修正すべき速
度指令ｎR ′（ｔ）を速度指令発生手段１３により、式
（４）を用いて算出し、それが速度調整手段１の速度指
令として与えられる。この速度指令により、停止時刻ｔ
3Rで精度よく停止する。The time t after the start is generated by the real time generating means 7, and the arbitrary time t 0 of the deceleration period (t ≧ t 2 ) is held by the sample time holding means 8. At the same time, the speed n 0 at that time is held by the sample speed holding means 9, and the object position p 0 at that time is held by the sample position holding means 6. Using the moving distance p M input to the constant input means 10, the reaching distance Δp is calculated by the reaching distance calculating means 11 according to the equation (1). The calculated reaching distance Δp, the sample speed n 0 held by the sample speed holding means 9,
The stop time t R3 is calculated by the stop time calculating means 12 according to the equation (3) using various quantities of the rotation speed-position conversion constant K p input to the constant input means. The speed command generation means 13 calculates the speed command n R ′ (t) to be corrected by using the calculated stop time t R3 , the sample time t 0 , and the sample speed n 0 by using the formula (4). Then, it is given as the speed command of the speed adjusting means 1. This speed command causes the stop time t
Stop accurately at 3R .
【００２４】以上の方法において、標本時刻ｔ0 ，電動
機速度ｎ0 ，標本位置ｐ0 の測定が不連続あるいは連続
して実行される。したがって、速度指令ｎR ′は不連続
あるいは連続して算出、発生され、速度調整手段１に与
えて位置制御されるので、原理的に停止時の位置誤差は
零となる。In the above method, the measurement of the sample time t 0 , the motor speed n 0 and the sample position p 0 are discontinuously or continuously performed. Therefore, the speed command n R ′ is calculated or generated discontinuously or continuously, and is given to the speed adjusting means 1 for position control, so that the position error at the time of stop is theoretically zero.
【００２５】以上の実施例では、速度検出手段４は、電
動機の速度を検出したが、物体の速度を検出しても良
い。In the above embodiment, the speed detecting means 4 detects the speed of the electric motor, but it may detect the speed of the object.
【００２６】また、位置検出手段５では、物体の位置を
検出したが、電動機の回転角を検出しても良い。Although the position detecting means 5 detects the position of the object, it may detect the rotation angle of the electric motor.
【００２７】以上の停止位置制御装置において、速度指
令発生手段には、式（４）に示すように時刻に関する一
次式を用いたが、任意の停止関数を用いて停止するまで
の速度指令を発生する関数速度指令発生手段を用いるこ
とができる。In the above stop position control device, the speed command generating means uses a linear expression relating to the time as shown in the formula (4), but the speed command for generating a stop is generated by using an arbitrary stop function. The function speed command generating means can be used.
【００２８】さらに以上の停止位置制御装置において、
速度指令ｎR ′に対し、電動機速度ｎの応答が遅れる場
合には、その遅れを見込んで速度指令を発生することが
できる予見速度指令発生手段を用いることができる。Further, in the above stop position control device,
When the response of the electric motor speed n is delayed with respect to the speed command n R ′, it is possible to use a predictive speed command generating means capable of generating the speed command in anticipation of the delay.
【００２９】なお、停止位置制御装置のうち、標本位置
保持手段６、実時刻発生手段７、標本時刻保持手段８、
標本速度保持手段９、定数入力手段１０、到達距離計算
手段１１、停止時刻計算手段１２、速度指令発生手段１
３は、演算処理装置すなわちコンピュータにより構成す
るのが好適である。In the stop position control device, the sample position holding means 6, the real time generating means 7, the sample time holding means 8,
Sampling speed holding means 9, constant input means 10, reaching distance calculation means 11, stop time calculation means 12, speed command generation means 1
3 is preferably composed of an arithmetic processing unit, that is, a computer.
【００３０】[0030]
【発明の効果】本発明によれば、負荷変化，電源変動等
の外乱のほか、何らかの原因で移動中に位置誤差が発生
しても停止期間に速度指令を連続して修正するので、原
理的に位置誤差を零にできるという効果がある。停止速
度指令発生には、任意の関数を用いることができるの
で、移動体の要求に応じた減速度で停止できる。According to the present invention, in addition to disturbances such as load changes and power supply fluctuations, the speed command is continuously corrected during the stop period even if a position error occurs during movement for some reason. The effect is that the position error can be reduced to zero. Since an arbitrary function can be used to generate the stop speed command, it is possible to stop at a deceleration according to the request of the mobile body.
【００３１】また、一般に応答遅れのため、減速時には
電動機速度が速度指令より大となる傾向があるが、この
ような場合には、停止時刻は所定の時刻より短縮される
という効果がある。In general, due to the response delay, the motor speed tends to be higher than the speed command during deceleration, but in such a case, the stop time is shortened from a predetermined time.
【図１】本発明の停止位置制御装置を示すブロック図で
ある。FIG. 1 is a block diagram showing a stop position control device of the present invention.
【図２】本発明の動作原理を説明するために用いるもの
で、（Ａ）は電動機速度のグラフ、（Ｂ）は移動位置の
グラフである。2A and 2B are used to explain the operation principle of the present invention, where FIG. 2A is a graph of motor speed, and FIG. 2B is a graph of movement position.
１ 速度調整手段 ２ 電動機 ３ 移動機構 ４ 速度検出手段 ５ 位置検出手段 ６ 標本位置保持手段 ７ 実時刻発生手段 ８ 標本時刻保持手段 ９ 標本速度保持手段 １０ 定数入力手段 １１ 到達距離計算手段 １２ 停止時刻計算手段 １３ 速度指令発生手段 ２０ 停止位置制御装置 1 speed adjusting means 2 electric motor 3 moving mechanism 4 speed detecting means 5 position detecting means 6 sample position holding means 7 real time generating means 8 sample time holding means 9 sample speed holding means 10 constant input means 11 reaching distance calculation means 12 stop time calculation Means 13 Speed command generating means 20 Stop position control device
Claims (4)
る電動機の位置制御装置において、 全移動量，速度−位置変換定数を入力する定数入力手段
と、 起動後の実時刻を発生する実時刻発生手段と、 実時刻が入力され、制御初期時刻を保持する標本時刻保
持手段と、 前記電動機の速度あるいは前記物体の速度を検出する速
度検出手段と、 検出された電動機速度または物体速度を用いて前記制御
初期時刻における速度を保持する標本速度保持手段と、 前記物体の位置を検出する位置検出手段と、 検出された物体位置を用いて前記制御初期時刻における
位置を保持する標本位置保持手段と、 前記保持された位置と、前記全移動量とから、前記制御
初期時刻後の移動量すなわち到達距離を計算する到達距
離計算手段と、 前記計算された到達距離と、前記保持された速度と、前
記速度−位置変換定数とを用いて停止時刻を算出する停
止時刻計算手段と、 算出された停止時刻を用いて停止するまでの速度指令を
発生する速度指令発生手段と、 発生された速度指令により前記電動機を速度調整する速
度調整手段と、を備えることを特徴とする停止位置制御
装置。1. A position control device for an electric motor for driving a moving mechanism for moving an object by a predetermined distance, constant input means for inputting a total moving amount and a speed-position conversion constant, and a real time for generating a real time after starting. Generating means, sample time holding means for inputting the real time and holding the control initial time, speed detecting means for detecting the speed of the electric motor or the speed of the object, and using the detected electric motor speed or object speed A sample speed holding unit that holds the speed at the control initial time, a position detection unit that detects the position of the object, and a sample position holding unit that holds the position at the control initial time using the detected object position, Reaching distance calculating means for calculating a moving amount after the control initial time, that is, a reaching distance from the held position and the total moving amount; and the calculated reaching distance. A stop time calculating means for calculating a stop time using the held speed and the speed-position conversion constant; and a speed command generation for generating a speed command until the stop using the calculated stop time. A stop position control device comprising: means and speed adjusting means for adjusting the speed of the electric motor according to the generated speed command.
る電動機の位置制御装置において、 全移動量，速度−位置変換定数を入力する定数入力手段
と、 起動後の実時刻を発生する実時刻発生手段と、 実時刻が入力され、制御初期時刻を保持する標本時刻保
持手段と、 前記電動機の速度あるいは前記物体の速度を検出する速
度検出手段と、 検出された電動機速度または物体速度を用いて前記制御
初期時刻における速度を保持する標本速度保持手段と、 前記物体の位置を検出する位置検出手段と、 検出された物体位置を用いて前記制御初期時刻における
位置を保持する標本位置保持手段と、 前記保持された位置と、前記全移動量とから、前記制御
初期時刻後の移動量すなわち到達距離を計算する到達距
離計算手段と、 前記計算された到達距離と、前記保持された速度と、前
記速度−位置変換定数とを用いて停止時刻を算出する停
止時刻計算手段と、 算出された停止時刻を用いて、所定の停止関数により停
止するまでの速度指令を発生する関数速度指令発生手段
と、 発生された速度指令により前記電動機を速度調整する速
度調整手段と、を備えることを特徴とする停止位置制御
装置。2. A position control device for an electric motor, which drives a moving mechanism for moving an object by a predetermined distance, and constant input means for inputting a total moving amount and a speed-position conversion constant, and a real time for generating a real time after startup. The generation means, the sample time holding means for inputting the real time and holding the control initial time, the speed detecting means for detecting the speed of the electric motor or the speed of the object, and the detected electric motor speed or the object speed are used. A sample speed holding unit that holds the speed at the control initial time, a position detection unit that detects the position of the object, and a sample position holding unit that holds the position at the control initial time using the detected object position, Reaching distance calculating means for calculating a moving amount after the control initial time, that is, a reaching distance from the held position and the total moving amount; and the calculated reaching distance. And a stop time calculating means for calculating a stop time using the held speed and the speed-position conversion constant, and a speed command for stopping by a predetermined stop function using the calculated stop time. A stop position control device comprising: a function speed command generating means for generating the speed command; and a speed adjusting means for speed-adjusting the electric motor according to the generated speed command.
に対し、電動機速度の応答が遅れる場合、その遅れを見
込んで速度指令を発生することができる機能を有するこ
とを特徴とする、請求項１または２記載の停止位置制御
装置。3. The speed adjusting means, when the response of the motor speed is delayed with respect to the generated speed command, has a function of generating the speed command in anticipation of the delay. Item 3. The stop position control device according to item 1 or 2.
る電動機の位置制御方法において、 全移動量，速度−位置変換定数を入力するステップと、 制御初期時刻を保持するステップと、 前記電動機の速度あるいは前記物体の速度を検出するス
テップと、 検出された電動機速度または物体速度を用いて前記制御
初期時刻における速度を保持するステップと、 前記物体の位置を検出するステップと、 検出された物体位置を用いて前記制御初期時刻における
位置を保持するステップと、 前記保持された位置と、前記全移動量とから、前記制御
初期時刻後の移動量すなわち到達距離を計算するステッ
プと、 前記計算された到達距離と、前記保持された速度と、前
記速度−位置変換定数とを用いて停止時刻を算出するス
テップと、 算出された停止時刻を用いて停止するまでの速度指令を
発生するステップと、 発生された速度指令により前記電動機を速度調整するス
テップと、を含むことを特徴とする停止位置制御方法。4. A method of controlling a position of a motor for driving a moving mechanism for moving an object by a predetermined distance, a step of inputting a total moving amount and a speed-position conversion constant, a step of holding a control initial time, A step of detecting the speed or the speed of the object, a step of holding the speed at the control initial time using the detected motor speed or the object speed, a step of detecting the position of the object, and a detected object position Holding a position at the control initial time using, a step of calculating a moving amount after the control initial time, that is, a reach distance from the held position and the total moving amount; Calculating a stop time using the reaching distance, the held speed, and the speed-position conversion constant, and the calculated stop Stop position control method characterized by comprising the steps of generating a speed command to stop using the time, a step of pacing the motor by the speed command generated, the.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05437196A JP3357530B2 (en) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Stop position control method and device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09247972A true JPH09247972A (en) | 1997-09-19 |
| JP3357530B2 JP3357530B2 (en) | 2002-12-16 |
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| JP05437196A Expired - Fee Related JP3357530B2 (en) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | Stop position control method and device |
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|---|---|
| JP (1) | JP3357530B2 (en) |
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JP2011251595A (en) * | 2010-06-01 | 2011-12-15 | Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp | Apparatus and method for driving electric propulsion ship |
| JP2019022417A (en) * | 2017-07-21 | 2019-02-07 | コニカミノルタ株式会社 | Motor control device and image forming apparatus |
-
1996
- 1996-03-12 JP JP05437196A patent/JP3357530B2/en not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020917 |
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