JPS60200788A - 速度制御方式 - Google Patents

速度制御方式

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Publication number
JPS60200788A
JPS60200788A JP59055114A JP5511484A JPS60200788A JP S60200788 A JPS60200788 A JP S60200788A JP 59055114 A JP59055114 A JP 59055114A JP 5511484 A JP5511484 A JP 5511484A JP S60200788 A JPS60200788 A JP S60200788A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
speed
signal
speed control
torque command
control system
Prior art date
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Pending
Application number
JP59055114A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuo Kurakake
鞍掛　三津雄
Keiji Sakamoto
坂本　啓二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
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Priority to PCT/JP1985/000141 priority patent/WO1985004534A1/ja
Publication of JPS60200788A publication Critical patent/JPS60200788A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • G05B17/00—Systems involving the use of models or simulators of said systems
    • G05B17/02—Systems involving the use of models or simulators of said systems electric

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)
  • Control Of Direct Current Motors (AREA)
  • Control Of Velocity Or Acceleration (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、速度制御方式に係り、特に、低剛性負荷を有
するサーボモータの速度制御方式に関する。
（従来技術とその問題点） 従来のＤＣモータを用いた速度制御系は、第１図のよう
示すことができる。図中、Ｋ１は比例ケイン　Ｋ２は積
分ケイン、Ｋｖは電力増幅器ゲイン、Ｒａは電機子抵抗
、Ｌａは電機子インタフタンス、Ｊｍはモータロータイ
ナーシャ、ＪＬは負荷慣性イナーシャ、Ｋｅは誘起電圧
定数、Ｋ丁はｌ・ルク定数である。このような一般的な
速度系は′上刃増幅器ケインＫｖが成る程度大きければ
筒中（ヒして第２図のように示すことができる。ただし
、これは、モータロータイナーシャＪｍと負荷慣性イナ
一シャＪＬがリジ〉・ドに結合された場合のことであり
、通常、結合におけるハネ係数Ｋ（Ｎｍ／ｒａｄ）を考
慮した場合には第３図のようになる。
しかし、第３図においては、次の式、即ち、となり、バ
ネ係数にの値によっては、非常にダンピングの悪い系と
なる。
そこで、」二記の系の欠点を解消し、連応性、安定性を
向」ニさせるために第４図のような速度制御系が採用さ
れる。即ち、第３図の速度制御系に、機械負荷送り系お
よび機械負荷先端からのフィートハ、り回路を伺加する
ように構成する。そして、第４図においては、次の式、
即ち、 が成立する。
しかし、実際的には、Ｋ３、Ｋ４のフィートパンクをと
るためには、機械負荷送り系の変位ｄおよび機械負荷の
先端の速度ｖｉを検出するセンサが必要であった。
ところがこのようなセンサは、コストが高くなる上に、
取り４ｑけ場所及び精度等の問題があり、」二記のよう
な速度制御系を実現することは容易なことではないとい
うのが現状であった。
（発明の目的） 本発明は、サーボモータに接続される機械負荷における
機械負荷の先端の速度および負荷送り系のトルク応力ま
たは弾性変位を推定器を用いて推定し、該推定値に基づ
いて速度帰還を行ない、センサを要しない」二にコスト
が低減され、しかも連応性、安定性に優れた速度制御方
式を提供することを目的とする。
（発明の概要） 本発明は、機械負荷を駆動するサーボモータに取り付け
られた速度検出器からの速度信号をフィートパンクし、
該サーボモータへのトルク指令信号を生成するようにし
た速度制御方式において、該速度信号と該トルク指令信
号から機械負荷の先端速度および負荷送り系のトルク応
力または弾性変位を推定器によって搦定し、該４（Ｌ定
値からのフィードバック信号をトルク指令に加えるよう
に構成する。
（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
５図は本発明に係る速度制御方式の一実施例プロ、り図
である。図中、Ｋ１、Ｋ３．Ｋ。
は比例ゲイン、Ｋ２は積分ゲイン、Ｊｍはモータロータ
・ｒナーシャ、Ｋはバネ係数、ＪＬは真前慣性イナーシ
ャ、ｄは機械負荷送り系の変位、ＶＵは機械負荷の先端
速度、ｒはトルク指令、■は速度信号、１１はトルク指
令信号である。なお、Ｓはｄ／ｄｔを表す。この実施例
においては、第４図において行なわれる機械負荷送り系
の変位ｄおよび機械負荷の先端速度７文をフィートパン
クする回路を設ける代りに速度信号■とトルク指令信号
Ｕとから機械負荷送り系のトルク応力又は弾性変位ｄお
よびＲ械負荷の先端速度７文を推定器１でそして、得ら
れた推定値はトルク指令に加えるように構成している。
次に、推定器ｌについて説明する。該推定器は公知のオ
ブザーバ（オブザー、＜の理論として公知である。例え
ば、「システムと制御」・層液書店、「システム制御論
理人間」・実教出版参照）を用いており、このオブザー
バの構成方法にはいろいろあるか、ここでは最小次元オ
ブザーバを用いた例を示す。
速度制御系を簡単化して表わすと、第６図に示すとおり
となる。これを状態方程式で記述すると状５店変数でｖ
、ｄ、■９．のうぢ、■のみが検出できるので、これと
制’＋ｋＵ入力Ｕとを用いて、下式の最小次元オブザー
バか構成できる。
へ ｖｔ″′　じへ　−ノ・・し＝−、、、、（λ）れの真
の検出値ｄ１、ｖｌに収束する特性を決める定数であり
、上式の微分方程式の固有値を考慮して決定される。
ト述の最小次元オブザーバは第７図のプロ、り図で表わ
される。
そこで、上記（１）及び（２）式を用いて第５図を変形
すれは、第８図のように表わすことができる。
そして、第８図においてオブザーバ部分、即ち推定器ｌ
は、第９図のように構成することができる。
図中、２．３．４．５は増幅器、Ｒ，−Ｒ日は抵抗、ｃ
、、Ｃ２はコンデンサ、Ｕはトルク指令信号、■は速度
信号、Ｗｌは機械負荷の送り系のトルク応力又は弾性変
位ｄの推定値ｄ、ｗ２は機械負荷の先端速度７文の推定
値７文である。
尚、ここでは、 の関係にある。
以Ｉ−は、アナログ回路による構成にしたか、マイクロ
プロセッサの演算機能を用いても当該速度制御方式か実
現できることは汀うまでもない。また、速度信りはサー
ボモータにロータリーエンコータを設け、該ロータリー
エンコーダからの位置情報に）１（ついて前記速度信号
を得るようにしても良い。
尚、本発明を一実施例に基づいて説明したが、本発明は
前述の実施例に限定されるものではなく、本発明の主旨
の範囲で種々の変形が可能であり、これらを本発明の範
囲から排除するものではない。
（発明の効果） 未発明によれば、サーボモータの速度信号とトルク指令
信号とから機械負荷の元端の速度および負荷送り系のト
ルク応力または弾性変位を推定器によって推定するよう
にしたので、センサを用いることなく、低コストで、し
かも連応性、安定性に優れた速度制御系を実現すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来のＤＣモータを用いた速度制御系ブロツク
図、第２図は第１図を簡略化した速度制御系プロ、り図
、第３図はバネ係数を考慮した場合の速度制御系ブロツ
ク図、第４図は速絶：性、安定例を有する速度制御系ブ
ロツク図、第５図は本発明に係る速度制御方式の原理を
示すブロック図、第６図は制御対象を簡略化して示した
ブロフク図、第７図は最小次元オブザーバを示すプロ、
り図、第８図は本発明に係る速度制御方式の一実施例ブ
ロフク図、第９図は１イ１定器の具体的回路図である。 １・・・推定器、２．３．４．５・・・増幅器、Ｃ１、
Ｃ２・・・コンデンサ、Ｒ１〜Ｒ日・・・抵抗。 第１図 第　２　図 第　３　図 第４図 第　５　図 第　○　図 第　７　図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）機械負荷を駆動するサーボモータに取す付けられ
    た速度検出器からの速度信号をフィード／＼、りし、該
    サーボモータへのトルク指令信号成するようにした速度
    制御方式において、該速度信吟と該トルク指令信号とか
    ら機械負荷の先端の速度および負荷送り系のトルク応力
    または弾性変位を推定器によって推定し、該ｔｆｔ定仙
    からのフィードバンク信号をトルク指令に加えるように
    したことを特徴とする速度制御方式。
  2. （２）前記サーボモータにロータリーエンコーダを設け
    、該ロータリーエンコータからの位置情報から、前記速
    度信号を得るようにしたことを特徴とする特許請求の範
    囲第（１）ＪＪ”ｔに記載の速度制御方式。
JP59055114A 1984-03-22 1984-03-22 速度制御方式 Pending JPS60200788A (ja)

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