JPS61122708A - サ−ボ制御装置における適応フイ−ドフオワ−ド補償方法 - Google Patents

サ−ボ制御装置における適応フイ−ドフオワ−ド補償方法

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JPS61122708A
JPS61122708A JP24332184A JP24332184A JPS61122708A JP S61122708 A JPS61122708 A JP S61122708A JP 24332184 A JP24332184 A JP 24332184A JP 24332184 A JP24332184 A JP 24332184A JP S61122708 A JPS61122708 A JP S61122708A
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JP
Japan
Prior art keywords
feedforward
acceleration
changes
error
control device
Prior art date
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Pending
Application number
JP24332184A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenori Sekiguchi
英紀 関口
Katsushi Nishimoto
西本 克史
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP24332184A priority Critical patent/JPS61122708A/ja
Publication of JPS61122708A publication Critical patent/JPS61122708A/ja
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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical 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
    • G05B19/416Numerical 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 control of velocity, acceleration or deceleration

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、サーボ制御装置における適応フィードフォワ
ード補償方法に係り、特に、台形速度カーブに従ってD
Cモータの回転子の目標位置を発生する関数発生器を備
えたサーボ制御装置において、関数発生器により発生し
た目標位置と制御対象の実際の位置との差を小さくする
ために適切なフィードフォワード量を得る適応フィード
フォワード補償方法に関する。
〔従来の技術〕
第5図に、DCモータをサーボ制御するための、従来の
サーボ制御装置の一例のブロック図を示す。
第5図において、DCモータの回転子等の制御対象1は
、関数発生器2とフィードバック補償器3によって速度
制御又は位置制御される。関数発生器1は連続的に変化
する目標位置rを発生し、フィードバック補償器3は目
標位置rと制御対象1の実際の位置yとの差e−yを零
にするように定常偏差を除去するための積分動作や系を
安定に保つための微分動作を行って、制御対象1を動か
すための操作量Uを出力する。
第6図は第5図の従来装置の動作を説明するための波形
図である。関数発生器2から出力される目標位置rは、
その微分値すなわち目標速度Vが急激に変化しないよう
に、第6図(alに示す如き台形速度カーブが得られる
ように変化する。このような台形速度カーブにより、制
御対象1の実際の位置yは、目標速度をステップ状に変
化させる場合に比べてなめらかに動くようになる。
〔発明が解決すべき問題点〕
しかしながら、上述の従来例では、誤差e=r−yは、
速度の微分すなわち加速度aがステップ状に変化した直
後例えば、第6図(b)の時刻 、1゛やt2で大きく
なってしまい、フィードバック補償器3のオーバーフロ
ーやDCモータ2の不要な振動の発生を生じる等の問題
があった。
このような誤差を低減するために、第7図に示すように
、操作量Uに適当なフィードフォワード量fを加える方
法が知られているがこのフィードフォワード量をどのよ
うに決めるかが明確でなく、誤差を低減させるのに適当
なフィードフォワード量を決定することが困難であった
本発明の目的は、前記の問題点を解決するために、ある
一連の台形速度カーブの時間推移において、加速度がス
テップ状に変化する時にフィードフォワード量もステッ
プ状に変化させ、このフィードフォワード量が適当であ
ったかどうかを誤差が正方向に推移するか負方向に推移
するかで判断し、適当でなければ、次の一連の台形速度
カーブの時間推移において前回に加えたフィードフォワ
ード量のステップ幅を変え、これを繰り返すことにより
制御対象の目標位置と実際位置との誤差を次第に低減さ
せていくことにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記の問題点を解決するために、本発明により、台形速
度カーブに従って目標位置を発生する関数発生器を備え
たサーボ制?1FIl装置において、ある一連の台形速
度カーブの時間推移における加速度がステップ状に変化
する時に操作量に加えるフィードフォワード量もステッ
プ状に変化させ、さらに前記関数発生器により発生した
目標位置と制御対象の実位置との差が、加速度がステッ
プ状に変化した直後に正方向に推移するか負方向に推移
するかに基いて、次の一連の台形速度カーブの時間推移
時に、前回のフィードフォワード量のステップ幅をそれ
ぞれ増大又は減少させることを特徴とした適応フィード
フォワード補償方法が提供される。
〔作 用〕
加速度がステップ状に変化した直後に大きな誤差が生じ
るのでこの誤差を打ち消すようなフィードフォワード量
を加えればよい。ところが、どの程度のフィードフォワ
ード量で、うまく打ち消せるかがわからないので、最初
は適当な量を加え、もし、フィードフォワードの効果が
不充分で打ち消し足りないならば、次には、これよりも
大きな量を加える。また、フィードフォワードの効果が
大き過ぎて、逆方向の誤差が生じてしまった場合には、
次には、これよりも小さな量を加える。本発明では、以
上の作業を自動的に行い、最終的には、適当なフィード
フォワード量を加えることができるようになる。
C実施例〕 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明による適応フィードフォワード補償方法
の原理を説明するための波形図である。
第1図において、後述する適応フィードフォワード補償
器は、第1図(alに示すような一連の台形速度カーブ
に従って加速度aが第1図中)に示すようにステップ状
に変化した時、第1図TCIに示すようにフィードフォ
ワード量fを変化させる。フィードフォワード量fは、
時刻t1からt2までの加速区間ではrlからf2に直
線状に変化させる。
時刻t2からt3までの定速区間では一定値fcとする
。時刻t3からt4までの減速区間ではr3からf4に
直線状に変化させる。停止区間であるt1以前と仁、以
後は、フィードフォワード量は零である。この時、第2
図(dlに示すように、加速度aがステップ状に変化し
た直後に大きな誤差eI +  eZ +  e3 +
  ”が発生するので、次の一連の台形速度カーブの時
間推移時に、誤差e。
の符号に応じて、「1〜f4を適当に変化させることで
e1〜e4を小さくさせる。すなわち時刻tl+  t
2+  t1+  ”4でフィードフォワード量fのス
テップ状の変化幅(以下ステップ幅と称する)をSI 
+  sZ*  Sff+  34 とすると・s 、
 = r 、       −−−−−−(1)S2 
、fc−f、   −−−−−(2)s3 =f3−f
。  ・・−、(3)34 = fa     −・・
−・・−(4)である。これらのステップ幅s、  (
i=1〜4)を誤差6i  (i=1〜4)が正か負か
により、以下の規則で変化させて次の台形速度カーブの
時間推移時におけるフィードフォワード量fのステップ
幅とする。
e、>QならばSiを小さくする elく0ならばslを大きくする(i=1〜4)ei 
=Oならばsiは変化させない 但し、誤差e、を完全に零にすることは困難であるから
、eiの絶対値がある値e +++inよりも小さけれ
ばeiは零と見なしてよい。
第1図について説明した適応フィードフォワード補償方
法の原理は、第2図に示した本発明の一実施例による適
応フィードフォワード補償方法を示すフローチャートに
基づいて実現される。第2図おいて、k+1回目の台形
速度カーブにおけるフィードフォワード量f、〜f4、
ステップ幅3、〜5.及び誤差e、〜e、をそれぞれf
、(k)〜f*(k) 、s 1(k)〜s 着(k)
、及びel(k)〜e#(k)と表示しである。フィー
ドフォワード量fI〜【4の各々はfethf、の範囲
を動き得るものとする。ただしf、は定数である。フィ
ードフオワ  。
−ド量f、 〜f、の初期値f、(0)、  fi(0
)。
r3(0)、  f、(0)を全てfcとすると、ステ
ップ幅s 1(k) 〜s *(k)の初期値は式(1
) 〜(4)よりs +(0)−f t(0)= r 
3 z(0)” f c−f t(0)=0!!(0)
= f3CO>−fc−O 3#(0)−−r、(0)=−rc である。また、ステップ幅s+(k)〜S *(k)の
動き得る範囲は式(1)〜(4)から fc −fll ≦s+(k)=f+  ≦fc +f
r*  ≦5t(k)=fc   r、  ≦r。
−1,≦5z(k)”fz   rc  ≦f。
−fc −f、  ≦54(k)=−fa  ≦−rc
 +f。
となる。
そこで、第2図のステップ201において、S。
〜S、の最小値s tIllinを各々の可能範囲の最
小値にし、SI’%TS4の最大値simaxを各々の
可能範囲の最大値にし、計数kを零にし、且つ、ステッ
プ幅s1〜s4の初期値をs +(0)= f C,S
 2(0)−O,s、(0)=O,s、(0)=−fc
に設定しておく。
次いでステップ202にてiを1に初期設定し、ステッ
プ203にて誤差eiを検出する。次いでステップ20
4にてle、l≦eminを判別し、否であれば、すな
わち誤差e、が零とみなすことができなければステップ
205にてe、〉0か否かを判別し・e・が負であれば
フィードフォワード量が不充分であるのでステップ20
6にて現在のs;(k)を51m1nとし、次回のステ
ップ幅5z(k+1)を(s t(k) +simax
)/ 2に増大させる。
ステップ205にてet 〉oならばフィードフォワー
ド量が大き過ぎるのでステップ207に進み、現在の5
t(k)をsimaxにすると共に次回のステップ幅5
t(k+1)を(s 4 (k)  +51m1n)/
 2に減少させる。ステップ206又は207の後に、
ステップ“208にてiをインクリメントし、ステップ
2Q9にてiが4以下か否かを判別する。iが4以下で
あればステップ203〜208を繰り返す。
ステップ204にてle、lが所定価e min以下で
あればe、は零とみなされ、ステップ210にて次回の
ステップ幅5=(k+1)は現在のステップ幅S、から
増加も減少もさせずにステップ208にてiをインクリ
メントする。
ステップ209にてiが4より大になると、ステップ2
11にてkをインクリメントし、ステップ202〜20
9を操り返す。
第3図は第2図のフローチャートに従って計数kを増大
させた場合のステップ幅S、及び誤差e、の変化を示す
グラフである。
第3図(alはに=oの時を示している。この場合、s
+(0)=r  C、5z(0)=0.  5z(0)
””0゜5t(0)=  fc fI(0)=fc、f2(0)=fc、f3(0)= 
fe。
f 4.(0) = r c のフィードフォワード量であり、この時、el(0)〈
 o、   ez(0)>0.   ex(0)>0゜
e 5(0) > 0 であるので、第3図(blに示す如(、k=1の時 となる。この時 el(1)<0.  C2(1)<O,eff(1)<
Q。
C4(1)>0゜ あるので、第3図(C1に示す如く、k=2の時、S 
+(2)= fc + −fa 。
s、(2)=〜□fa。
53(2)=−□ fa 。
54(2)= −fc + −fa 。
E +(2)= fc +    fa 。
f 2(2)= fc +    fa 。
f 3(2)= fc      fa 。
fa(2)= fc     fa 。
=なる。以下、l e z(k) l < eminと
なるまで繰り返す。
第4図は第2図に示した方法を実施するための適応フィ
ードフォワード補償サーボ制御装置のブロック図である
。第4図において、適応フィードフォワード補償器4は
関数発生器2aが発生する制御対象1の目標速度V及び
目標加速度aと、目標位置rと実際の位置yとの誤差e
とを取込んで、前述した方法により、誤差eの符号に適
応的にステップ状に変化するフィードフォワード量fを
出力し、このフィードフォワードilfはフィードバッ
ク補(N器3の出力Wに加算されて、操作iuが得られ
る。
適応フィードフォワード補償器4はマイクロプロセッサ
により実現される。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明により、サーボ
制御装置におけるフィードフォワード量を制御対象の目
標位置と実際位置との誤差の符号に応じて適応的にステ
ップ状に変化させたことにより、制御対象の目標加速度
がステップ状に変化した直後に発生する誤差は大幅に低
減できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による適応フィードフォワード補償方法
の原理を説明するための波形図、第2図は本発明の一実
施例による、サーボ制?11装置における適応フィード
フォワード補償方法を示すフローチャート、第3図は第
2図に示した方法によるステップ幅及び誤差の変化を示
すグラフ、第4図は第2図に示した方法を実施するため
の適応フィードフォワード補償付サーボ制御装置のブロ
ック図、第5図は従来のサーボ制御装置の一例のブロッ
ク図、第6図は第5図の従来装置の動作を説明するため
の波形図、第7図はフィードフォワード量を操作量に加
える従来のサーボ制御装置の一例を示すブロック図であ
る。 1−制御対象 28−・関数発生器 3・−フィードバック補償器 4・−適応フィードフォワード補償器 f〜・−フィードフォワード量 S、−フィードフォワード量のステップ幅a−加速度 U−操作量 r−目標位置 y −実位置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、台形速度カーブに従って目標位置を発生する関数発
    生器を備えたサーボ制御装置において、ある一連の台形
    速度カーブの時間推移における加速度がステップ状に変
    化する時に、操作量に加えるフィードフォワード量もス
    テップ状に変化させ、さらに前記関数発生器により発生
    した目標位置と制御対象の実位置との差が、加速度がス
    テップ状に変化した直後に正方向に推移するか負方向に
    推移するかに基いて、次の一連の台形速度カーブの時間
    推移時に、前回のフィードフォワード量のステップ幅を
    それぞれ増大又は減少させることを特徴としたサーボ制
    御装置における適応フィードフォワード補償方法。
JP24332184A 1984-11-20 1984-11-20 サ−ボ制御装置における適応フイ−ドフオワ−ド補償方法 Pending JPS61122708A (ja)

Priority Applications (1)

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JP24332184A JPS61122708A (ja) 1984-11-20 1984-11-20 サ−ボ制御装置における適応フイ−ドフオワ−ド補償方法

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JPS61122708A true JPS61122708A (ja) 1986-06-10

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS634301A (ja) * 1986-06-25 1988-01-09 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 物品移送装置の速度制御方式
JPS63141109A (ja) * 1986-12-03 1988-06-13 San Marine:Kk 数値制御における速度制御方法
FR2683644A1 (fr) * 1991-11-11 1993-05-14 Vaillant Sarl Procede et dispositif pour l'utilisation d'un dispositif regulateur.
US5773938A (en) * 1995-07-04 1998-06-30 Samsung Electronics Co., Ltd. Apparatus for controlling speed of a rotary motor

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