JPS59103113A - Positioning servo control system - Google Patents
Positioning servo control systemInfo
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- JPS59103113A JPS59103113A JP57211339A JP21133982A JPS59103113A JP S59103113 A JPS59103113 A JP S59103113A JP 57211339 A JP57211339 A JP 57211339A JP 21133982 A JP21133982 A JP 21133982A JP S59103113 A JPS59103113 A JP S59103113A
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- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
- G03F9/00—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically
- G03F9/70—Registration or positioning of originals, masks, frames, photographic sheets or textured or patterned surfaces, e.g. automatically for microlithography
- G03F9/7096—Arrangement, mounting, housing, environment, cleaning or maintenance of apparatus
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
- G05B19/19—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、位置決めサーボ制御方式に関するものである
。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a positioning servo control system.
従来の位置決めサーボ制御方式は、第1図の代表的な位
置決め誤差特性図に示すように、その誤差信号ε(1)
が、あらかじめ設定した許容誤差範囲±61に対し、最
初に1ε(t)1≦εlとなった時点tplをもって、
位置決め完了としていた。In the conventional positioning servo control system, as shown in the typical positioning error characteristic diagram in Figure 1, the error signal ε(1)
However, with respect to the preset tolerance range of ±61, at the time tpl when 1ε(t)1≦εl first becomes,
The positioning was completed.
しかしながら、目標位置決め許容誤差が高精度となり、
例えばε2≦1μmというような設定では、外部振動等
の外乱が存在する場合において、その整定までの時間が
振動的に長く継続するときは、許容誤差範囲±62に誤
差信号ε(1)が最初に入った時点”p2’fr:もっ
て位置決め完了としたのでは、その後に許容誤差範囲±
62を外れることがあシ、その精度が保証されないとい
う問題があった。However, the target positioning tolerance becomes highly accurate,
For example, in a setting such as ε2≦1μm, if there is a disturbance such as external vibration, and the time until it settles continues for a long period of time, the error signal ε(1) will initially fall within the tolerance range of ±62. If the positioning is completed at the moment when the position is entered "p2'fr", then the tolerance range ±
There was a problem in that the accuracy could not be guaranteed because it sometimes deviated from the value of 62.
本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、高
精度(例えば誤差1μm以下)の位置決めを高信頼度で
行うことができる位置決めサーボ制御方式を提供するこ
とにあるー
〔発明の概要〕
本発明に係る位置決めサーボ制御方式の構成は、ディジ
タル演算処理によるフィードバック制御機能を有する位
置決めサーボ装置において、目標位置と現在位置との誤
差を所定周期のサンプリングで検出し、あらかじめ許容
誤差範囲を所望値に設定しうるようにし、その許容誤差
範囲に当該各誤差が入っているか否かを比較・演算し、
当該各誤差が連続して所定回数以上許容誤差範囲に入っ
ていることによシ、位置決め完了の判定を行うように制
御・処理するようにしたものである。An object of the present invention is to provide a positioning servo control system that eliminates the drawbacks of the prior art described above and can perform highly accurate (for example, error of 1 μm or less) positioning with high reliability. [Summary of the Invention] The configuration of the positioning servo control system according to the present invention is such that, in a positioning servo device having a feedback control function using digital arithmetic processing, an error between a target position and a current position is detected by sampling at a predetermined period, and an allowable error range is set in advance to a desired value. , and compare and calculate whether each error is within the allowable error range.
Control and processing are performed such that a determination of completion of positioning is made based on the fact that each error is continuously within the allowable error range for a predetermined number of times or more.
なお、あらかじめ設定された許容誤差範囲に当該誤差が
最初に入った時から所定時間以内に位置決め完了の判定
を行いえないときは、許容誤差範囲全緩和して再設定し
、位置決めの再試行を行い位置決めの成功確率を太きく
シ、その信頼性の向上をしようとするものである。If it is not possible to determine whether positioning is complete within the specified time from when the error first enters the preset tolerance range, the tolerance range should be relaxed completely and reset, and the positioning should be retried. The aim is to increase the probability of success in positioning and improve its reliability.
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第2図は、本発明に係る位置決めサーボ制御方式を実施
するだめの位置決めサーボ装置の一例のブロック図、第
3図は、そのタイムチャートである。FIG. 2 is a block diagram of an example of a positioning servo device that implements the positioning servo control method according to the present invention, and FIG. 3 is a time chart thereof.
ここで、1は、ディジタル演算処理によるフィードバッ
ク制御に係る電子計算機(CPU)、2は同D/A変換
器(D/′A)、3は、サーボ増幅器(PA)、4は、
タコジェネレータ、5は、サーボモータ、6は、ステー
ジ、7は、位置検出器である。Here, 1 is an electronic computer (CPU) related to feedback control using digital arithmetic processing, 2 is a D/A converter (D/'A), 3 is a servo amplifier (PA), and 4 is
A tacho generator, 5 a servo motor, 6 a stage, and 7 a position detector.
本実施例では、サーボモータ5によってステージ6の位
置決めをする。In this embodiment, the stage 6 is positioned by the servo motor 5.
位置検出器7の値は、電子計算機1に読みとられ、そこ
で指令値との差ε(1)が演算され、これをD/A変換
器2によってアナログ信号に変換した後、サーボ増幅器
3に与える。The value of the position detector 7 is read by the electronic computer 1, which calculates the difference ε(1) from the command value, converts this into an analog signal by the D/A converter 2, and then sends it to the servo amplifier 3. give.
サーボ増幅器3の出力によって駆動されるサーボモータ
5には、速度フィードバックのため、タコジェネレータ
4が同軸で直結されており、その出力がサーボ増幅器3
へ局所的々フィードバックを施し、応答性の改善に寄与
している。A servo motor 5 driven by the output of the servo amplifier 3 is directly connected to a tacho generator 4 coaxially for speed feedback, and its output is directly connected to the servo motor 5 which is driven by the output of the servo amplifier 3.
This provides localized feedback to the system, contributing to improved responsiveness.
第3図(a)は、目標位置が与えられてから整定するま
でのステージ6の位置と目標値との誤差をあられしたも
ので、誤差ε(1)全縦軸に、時刻tを横軸にとってい
る。誤差ε(1)のサンプリング・演算は、第3図(b
)に示す所定の演算周期で電子計算機1によって行われ
る。このサンプリング周期は、位置決めサーボ制御の応
答特性に応じ、その時間的変化を実用上支障がない範囲
で忠実に検出しうる時間以下のものであればよい。Figure 3(a) shows the error between the position of the stage 6 and the target value from when the target position is given until it settles. I'm keeping it. The sampling and calculation of the error ε(1) is shown in Figure 3 (b
) is performed by the electronic computer 1 at a predetermined calculation cycle shown in FIG. The sampling period may be a period shorter than a time that can faithfully detect the temporal change within a range that does not cause any practical problems, depending on the response characteristics of the positioning servo control.
位置決め完了とみなす許容誤差範囲±ε、は、あらかじ
め電子計算機1の記憶部に設定しておいたもので、現在
位置を位置検出器7がら読みと9、目標値との誤差ε(
t)’e演算し、許容誤差ε。The allowable error range ±ε, which is considered to be the completion of positioning, is set in advance in the storage section of the electronic computer 1, and is the error range between the current position read from the position detector 7 and the target value ε(
t) Calculate 'e and allowable error ε.
との比較をして1ε(t)1≦62となれば、位置決め
完了とみなす。When 1ε(t)1≦62 is obtained, positioning is considered complete.
ただし、この条件が成立して直しに位置決め完了とした
のでは、第3図(1))に示す場合のように、 また
またま、現在位置の読みと9サンプリング時点が誤差範
囲±ε、に入っていただけであるという危険性がある。However, if the positioning is completed immediately after this condition is satisfied, the current position reading and the 9 sampling points may fall within the error range ±ε, as in the case shown in Figure 3 (1)). There is a danger that the
そこで、信頼性をあげるために、連続したn回の現在位
置サンプリング時に、すべて誤差1ε(を月≦ε、が満
足されるときにのみ真に位置決め完了とする。このよう
にすることにより、たとえば、第3図に示す例のように
、時刻t0のサンプリング時点では、確かに1ε(t)
1≦ε、であるが、次のサンプリング時点t1では1ε
(t)I>ε。Therefore, in order to improve reliability, positioning is truly completed only when the error 1ε (month≦ε) is satisfied during n consecutive current position samplings.By doing this, for example, , as in the example shown in Fig. 3, at the sampling point of time t0, it is true that 1ε(t)
1≦ε, but at the next sampling time t1, 1ε
(t) I>ε.
となっているような場合、時刻t0においては目標値に
達していても、その後の時刻において位置決め精度が目
標値に達しえないような時刻ioをもって位置決め完了
と判定することを避けることができる。In such a case, even if the target value is reached at time t0, it is possible to avoid determining that positioning is complete at time io at which the positioning accuracy cannot reach the target value at subsequent times.
たとえば、n−4とすると、第3図において、時刻t4
からはじまって同”5 r 16 + t7と連続する
4点では、すべて1ε(t)l≦ε、であるので、時刻
t7つ毒で位置決めが完了したものとする。For example, if n-4, time t4 in FIG.
Since 1ε(t)l≦ε holds for all four consecutive points starting from 5 r 16 + t7, it is assumed that positioning is completed at time t7.
とのnの値は、あま2り大きいと位置決めに要する時間
が長くなシすぎるし、また、小さくても外乱の影響を除
くことができなくなるので、実用上の要求に応じて最適
に選ぶ必要がある。If the value of n is too large, the time required for positioning will be too long, and even if it is small, it will not be possible to remove the influence of disturbances, so it is necessary to choose the value optimally according to practical requirements. There is.
以上によシ信頼性の高い位置決めサーボを実現できるが
、場合によっては、粗位置決めと精密位置決めとの2モ
ードの位置決めを同一サーボ機構で行わせることがある
。As described above, a highly reliable positioning servo can be realized, but in some cases, two modes of positioning, coarse positioning and fine positioning, may be performed by the same servo mechanism.
粗モードで上記精密位置決めと同じ制御を行うと、不必
要に整定時間を必要とするので、この場合は、許容誤差
6.全実用上支障のない範囲で犬に設定することにより
、上記問題を解決することができる。If the same control as the above-mentioned precision positioning is performed in coarse mode, it will require unnecessary settling time, so in this case, the tolerance 6. The above problem can be solved by setting the dog within a range that does not cause any practical problems.
次に、精モードの位置決めの場合、許容誤差ε。Next, for precision mode positioning, the tolerance ε.
が非常に小さいときは、位置決めがステージ6の場所に
よっては、ステージ機械系の出来に応じて、摩擦係数が
異なシ、負荷変動またはバックラッシュ等の非線形現象
のために、安定にサーボ系が動作せずに発振状態となっ
て無限に位置決め完了とならないことがある。When the positioning is very small, the servo system may not operate stably due to nonlinear phenomena such as load fluctuations or backlash, which may have different coefficients of friction depending on the location of stage 6 and the performance of the stage mechanical system. Otherwise, the positioning may not be completed indefinitely due to oscillation.
そこで、このようなことを避けるために、電子計算機1
は、最初に目標許容誤差域1ε(t)1≦ε、となった
時刻(第3図ではt。)から、タイムアウト処理のため
の所定時間のタイマーをスタートさせ、その所定時間以
内に位置決めが完了しないときは、以置決め不能として
、たとえば、最初の位置決めの開始方向と逆の方向から
再試行する。Therefore, in order to avoid this kind of thing, the electronic computer 1
starts a timer for a predetermined time for timeout processing from the time when the target tolerance range 1ε(t)1≦ε first becomes true (t in Fig. 3), and positioning is completed within the predetermined time. If the positioning is not completed, it is assumed that the positioning cannot be performed again, and the positioning is retried, for example, from the direction opposite to the direction in which the initial positioning is started.
この場合には、位置決め不能の検出後、まず、大体の目
標位置の付近へステージ6乞粗に移動させ、次に、その
位置から再び目標位置への精密な位置決めを行う。その
粗の移動の精度は問わないので、極めて粗く、かつ高速
に行うことができる。In this case, after detecting that positioning is impossible, first the stage 6 is roughly moved to the vicinity of the target position, and then precise positioning is performed from that position to the target position again. Since the accuracy of the coarse movement is not critical, it can be performed extremely coarsely and at high speed.
以上の再試行により、位置決めの成功確率を大きくする
ことができるので、位置決めの信頼性を大幅に向上する
ことができる。By performing the above retry, the probability of success in positioning can be increased, so that the reliability of positioning can be significantly improved.
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、位置決
めサーボ装置の高精度化および信頼性の太幅な向上に顕
著な効果が得られる。また、目標誤差を所望の最適値に
伝音に設定することにより、整定時間を短縮しうるとい
う効果もある。As described above in detail, according to the present invention, remarkable effects can be obtained in increasing the precision and significantly improving the reliability of the positioning servo device. Further, by setting the target error to a desired optimum value in a conductive manner, there is an effect that the settling time can be shortened.
第1図は、代表的な位置決め誤差特性図、第2図は、本
発明に係る位置決めサーボ制御方式を実施するための位
置決めサーボ装置の一例のブロック図、第3図は、その
タイムチャートである。
1・・・電子計算機、2・・・D/A変換器、3・・・
サーボ増幅器、4・・・タコジェネレータ、5・・・サ
ーボモータ、6・・・ステージ、7・・・位置検出器。
代理人 弁理士 福田幸作
(ほか1名)
茅 1 図
第2 目
6
εtt) 、Z
第3固Fig. 1 is a typical positioning error characteristic diagram, Fig. 2 is a block diagram of an example of a positioning servo device for implementing the positioning servo control method according to the present invention, and Fig. 3 is its time chart. . 1... Electronic computer, 2... D/A converter, 3...
Servo amplifier, 4... Tacho generator, 5... Servo motor, 6... Stage, 7... Position detector. Agent Patent attorney Kosaku Fukuda (and 1 other person) Kaya 1 Figure 2 6 εtt), Z 3rd attorney
Claims (1)
を有する位置決めサーボ装置において、目標位置と現在
位置との誤差を所定周期のサンプリングで検出し、あら
かじめ許容誤差範囲を所望値に設定しうるようにし、そ
の許容誤差範囲に当該各誤差が入っているか否かを比較
・演算し、当該各誤差が連続して所定回数以上許容誤差
範囲に入っていることにより、位置決め完了の判定を行
うように制御・処理することを特徴とする位置決めサー
ボ制御方式。 2、特許請求の範囲第1項記載のものにおいて、あらか
じめ設定された許容誤差範囲に当該誤差が最初に入った
時から所定時間以内に位置決め完了の判定を行いえない
ときは、許容誤差範囲を緩和して再設定し、位置決めの
再試行を行うようにした位置決めサーボ制御方式。[Claims] 1. In a positioning servo device having a feedback control function using digital arithmetic processing, an error between a target position and a current position can be detected by sampling at a predetermined period, and an allowable error range can be set in advance to a desired value. Then, it compares and calculates whether each error falls within the allowable error range, and determines that positioning is complete when each error falls within the allowable error range a predetermined number of times or more consecutively. A positioning servo control system that is characterized by control and processing. 2. In the item described in claim 1, if it is not possible to determine whether positioning is complete within a predetermined time from when the error first enters the preset tolerance range, the tolerance range shall be changed. A positioning servo control method that relaxes, resets, and retries positioning.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57211339A JPS59103113A (en) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | Positioning servo control system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP57211339A JPS59103113A (en) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | Positioning servo control system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59103113A true JPS59103113A (en) | 1984-06-14 |
Family
ID=16604317
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP57211339A Pending JPS59103113A (en) | 1982-12-03 | 1982-12-03 | Positioning servo control system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59103113A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5633720A (en) * | 1994-11-29 | 1997-05-27 | Nikon Corporation | Stage movement control apparatus and method therefor and projection exposure apparatus and method therefor |
CN104360689A (en) * | 2014-10-17 | 2015-02-18 | 北京航天益森风洞工程技术有限公司 | Angle control system for angle-of-attack mechanism |
CN115450768A (en) * | 2022-09-08 | 2022-12-09 | 内蒙古电投能源股份有限公司 | Bus type electronic accelerator driving device and method for electric wheel dump truck |
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-
1982
- 1982-12-03 JP JP57211339A patent/JPS59103113A/en active Pending
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