JPS61122709A - Function generator - Google Patents
Function generatorInfo
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- JPS61122709A JPS61122709A JP24333584A JP24333584A JPS61122709A JP S61122709 A JPS61122709 A JP S61122709A JP 24333584 A JP24333584 A JP 24333584A JP 24333584 A JP24333584 A JP 24333584A JP S61122709 A JPS61122709 A JP S61122709A
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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
- 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
- G05B19/416—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 control of velocity, acceleration or deceleration
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Abstract
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いて制御対象の連続的に変
化する目標位置を生成する関数発生装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a function generator for generating a continuously changing target position of a controlled object in a servo control device.
DCモータ等の制御対象をサーボ制御する際、従来、第
4図に示すサーボ制御装置(フィードバック系)が用い
られている。第4図において、制御対象(DCモータ)
■の実際の位置yは、関数発生装置2が生成する目標位
置rに追従するように、すなわち誤差e’ar−yが零
になるように補償器3によって、制御対象1に操作量U
が加えられる。When servo-controlling a controlled object such as a DC motor, a servo control device (feedback system) shown in FIG. 4 has conventionally been used. In Figure 4, the controlled object (DC motor)
The actual position y of (2) is set by the compensator 3 to set the manipulated variable U to the controlled object 1 so that it follows the target position r generated by the function generator 2, that is, so that the error e'ar-y becomes zero.
is added.
そして、目標位置rを変化させることにより、実際位置
yもそれに追従して変化する。この場合、制御対象lが
現在の「。の位置にあり、次にrlの位置に動かす時に
、r、からr、に瞬間的に(ステップ状に)変化させて
も、制御対象は瞬時にはr、の位置に動くことはできな
いので、一般に、関数発生装置2は、roからrlにな
めらかに目標値rを変化させていく。この時、目標位置
をroからr、に第5図1alに示すように直線的に変
化させると、第5図(blの如く速度Vがステップ状に
なるので誤差eが速度Vの変化直後で大きくなり、制御
対象lが不必要に振動する。By changing the target position r, the actual position y also changes accordingly. In this case, even if the controlled object l is at the current position ``.'', and when it is moved to the next position rl, the controlled object will not change instantaneously (stepwise) from r to r. Generally, the function generator 2 smoothly changes the target value r from ro to rl.At this time, the target position is changed from ro to r as shown in Fig. 5 1al. If the velocity V is changed linearly as shown in FIG. 5 (bl), the error e becomes large immediately after the velocity V changes, and the controlled object l vibrates unnecessarily.
そこで、従来の関数発生装置2は、目標位置rを第6図
(a)に示すように更になめらかに変化させ、それによ
り第6図中)に示すように目標速度Vが台形カーブを描
くように変化させていた。この台形カー・ブの傾きは目
標加速度aに相当し、第6図(C1に示される。Therefore, the conventional function generator 2 changes the target position r more smoothly as shown in FIG. 6(a), so that the target speed V draws a trapezoidal curve as shown in FIG. It was changed to. The slope of this trapezoidal curve corresponds to the target acceleration a, and is shown in FIG. 6 (C1).
第7図は従来の関数発生装置2の詳細を示すブロック図
である。第7図において、目標速度vが所定値v1より
小さい場合は、スイッチSlが閉しており、加速度a、
がレジスタ22に格納される。目標速度Vが所定値v1
に達するとスイッチS2が閉してレジスタ22には零が
格納される。FIG. 7 is a block diagram showing details of the conventional function generator 2. As shown in FIG. In FIG. 7, when the target speed v is smaller than the predetermined value v1, the switch Sl is closed and the acceleration a,
is stored in the register 22. Target speed V is predetermined value v1
When the value is reached, the switch S2 is closed and zero is stored in the register 22.
加算器23はレジスタ24に格納されている速度v (
klにレジスタ22から出力される加速度a fklを
加算して新たな速度v(kl1)としてレジスタ24に
格納する。加算器25はレジスタ26に格納されている
目標位置「(k)とレジスタ24に格納されている目標
速度V(ト))とレジスタ22から出力される加速度a
(klを除算器27で2で除した値との和、r (k
l + v (k) + −a (klを新たな目標位
置r(kl1)としてレジスタ26に格納する。The adder 23 calculates the speed v (
The acceleration afkl output from the register 22 is added to kl and stored in the register 24 as a new velocity v(kl1). The adder 25 calculates the target position "(k)" stored in the register 26, the target velocity V(g) stored in the register 24, and the acceleration a output from the register 22.
(The sum of the value obtained by dividing kl by 2 in the divider 27, r (k
l + v (k) + -a (kl is stored in the register 26 as a new target position r(kl1).
第6図において、速度V、の最大値及び加速度a、の最
大値はそれぞれ、制御対象であるDCモータの許容最大
速度及び許容最大加速度から決定される。In FIG. 6, the maximum value of speed V and the maximum value of acceleration a are determined from the maximum allowable speed and maximum allowable acceleration of the DC motor to be controlled, respectively.
以上をさらに詳しく述べると、モータの端子間電圧Eは
、
E = Ri + K ++W −−−−(1また
だし、R:巻線抵抗
i:〃 電流
に3:逆起電力定数
W:モータの回転速度
で近似することができ、モータの角加速度aは、ただし
、K、二 トルク定数
J:モータにかかる負荷のイナーシャ
i二巻線電流
で表現される。11) 、 f21式から、電流iを消
去すると、
K。To explain the above in more detail, the voltage E between the terminals of the motor is: E = Ri + K ++W ----- (1, R: Winding resistance i: Current 3: Back electromotive force constant W: It can be approximated by the rotational speed, and the angular acceleration a of the motor is expressed as K, 2 Torque constant J: Inertia of the load applied to the motor If you erase K.
となる。モータに加えることのできる最大電圧はパワー
アンプの能力から決まってくるので、端子間電圧は最大
Emaxで制限される。よって式、(3)は、
・
T
となる。この式から、速度Wが大きいほど加速度変は、
それ以上増加しなくなる。becomes. Since the maximum voltage that can be applied to the motor is determined by the power amplifier's ability, the voltage between the terminals is limited by the maximum Emax. Therefore, the formula (3) is
・It becomes T. From this formula, the larger the speed W is, the more the acceleration change is,
It will no longer increase.
実際のモータでは、さらに、摩擦等の影響があるために
、最大速度や最大加速度は小さくなる。In an actual motor, the maximum speed and maximum acceleration are further reduced due to the effects of friction and the like.
いずれにしても、速度が小さい時には、出すことができ
た加速度が、速度が大きくなると、その加速度が出せな
くなることを示している。In any case, this shows that when the speed is small, the acceleration that can be produced becomes impossible when the speed becomes large.
関数発生装置2が発生する目標速度を第6図fblの如
く台形状に変化させると、加速中では、加速度は一定で
ある。そのために、速度が小さい時には出すことのでき
る加速度が、速度が大きくなると出せなくなるという問
題がある。When the target speed generated by the function generator 2 is changed in a trapezoidal manner as shown in FIG. 6 fbl, the acceleration is constant during acceleration. Therefore, there is a problem that the acceleration that can be generated when the speed is small is no longer possible when the speed becomes large.
従来の関数発生装置では、加速度を抑えて、速度が上が
っても、モータが出せるような加速度にしておくか、あ
るいは、最大速度V、を抑えて、大きな加速度が出せる
ようにしておくかのいずれかに固定されていた。With conventional function generators, you can either suppress the acceleration so that the motor can generate it even if the speed increases, or suppress the maximum speed V so that it can generate a large acceleration. Crab was fixed.
すなわち、式(4)から、速度Wとその速度で出せる最
大速度口axは、第8図に示すようになり、関数発生器
で指定する加速度a1と最大速度vlは、第8図に示す
直線よりも下になければならない。That is, from equation (4), the speed W and the maximum speed ax that can be achieved at that speed are as shown in FIG. 8, and the acceleration a1 and maximum speed vl specified by the function generator are the straight line shown in FIG. must be below.
そこで、加速度を大きく取るためには、例えば点Aの位
置に設定すればよいが、この場合は最大速度はV、と小
さく抑えられるという問題がある。Therefore, in order to increase the acceleration, it may be set, for example, at the position of point A, but in this case, there is a problem that the maximum speed is suppressed to a small value of V.
また、最大速度を大きく取るためには、例えば、点已に
設定すればよいがこの場合は最大加速度はa、と小さく
抑えられるという問題がある。Further, in order to increase the maximum speed, it is possible to set it to, for example, a point, but in this case there is a problem that the maximum acceleration is kept small to a.
本発明の目的は、最大速度を大きくするために加速度を
小さく設定しておくか、加速度を大きくするために最大
速度を小さく設定していた前記問題点を解決して、DC
モータの能力の限界近くまで加速度、最大速度を大きく
取ることができる関数発生装置を提供することにある。An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in which the acceleration is set small in order to increase the maximum speed, or the maximum speed is set small in order to increase the acceleration.
To provide a function generator capable of increasing acceleration and maximum speed close to the limit of a motor's ability.
上記目的を構成するために本発明により提供されるもの
は、制御対象を!終目標位置に連続的に移動させるサー
ボ制御装置において、該制御対象の目標加速度に基づい
て該制御対象の目標速度と目標位置を演算する手段、及
び該目標速度が予め定められた所定値以上になると該目
標加速度を第1の値から該第1の値より小さい第2の値
に切替える手段を具備することを特徴とする関数発生装
置である。What is provided by the present invention to constitute the above object is to control the controlled object! In a servo control device that continuously moves to a final target position, means for calculating a target speed and a target position of the controlled object based on a target acceleration of the controlled object, and when the target speed exceeds a predetermined value. If so, the function generating device is characterized by comprising means for switching the target acceleration from a first value to a second value smaller than the first value.
目標速度が所定値より小さいときは目標加速度を大きく
し、目標速度が上記所定値を越えると目標加速度を小さ
くすることにより、DCモータ等の制御対象の能力の限
界近くまで目標加速度及び最大目標速度を大きく取るこ
とができる。When the target speed is smaller than the predetermined value, the target acceleration is increased, and when the target speed exceeds the predetermined value, the target acceleration is decreased, thereby increasing the target acceleration and maximum target speed to near the limit of the ability of the controlled object such as a DC motor. can take a large amount.
(実施例〕
以下本発明の実施例を第1図から第3図に基づいて説明
する。(Example) Examples of the present invention will be described below based on FIGS. 1 to 3.
第1図は本発明の一実施例による関数発生装置を示すブ
ロック図、第2図は第1図の装置をマイクロプロセッサ
で実現した場合の動作を示すフローチャ−トである。第
1図及び第2図において、最初にスイッチS、が閉じて
おり、加速度a1がレジスタ22に格納され(ステップ
s1)、第7図について説明した従来例同様に加算器2
3により目標速度v (k + 1 ) = v fk
l + a (klが次々に演算され、゛加算器25に
より目標位置r(kl1)=r (kl + v (k
l + −a (klが次々に演算される(ステラプS
t)。FIG. 1 is a block diagram showing a function generating device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the device shown in FIG. 1 implemented by a microprocessor. 1 and 2, first the switch S is closed, the acceleration a1 is stored in the register 22 (step s1), and the adder 2 is
3, the target speed v (k + 1) = v fk
l + a (kl is calculated one after another, and the adder 25 calculates the target position r (kl1) = r (kl + v (k
l + −a (kl is calculated one after another (stapper S
t).
比較器21aは予め指定した所定速度vzとレジスタ2
4に格納されている速度Vを比較しくステップS3)、
v(kll)≧vzならばスイッチs2を閉じる。更に
、比較器21bは予め指定した他の所定速度V+(ただ
し、vl>vt)とレジスタ24の速度Vを比較しくス
テップS4)、v(kll)<■、ならばスイッチS2
を介して加速度a、(ただしa、>a、)がレジスタ2
2に格納される(ステップ5s)−v(kl1)≧V、
になると、比較器21bはスイッチS、を閉じ、それに
より加速度0をレジスタ22に格納する(ステップS6
)。ステップStではKをインクリメントし、以後ステ
ップ82〜S7を繰り返すことにより加速時の目標位置
「が出力される。The comparator 21a compares the predetermined speed vz and the register 2.
4. Compare the speed V stored in step S3).
If v(kll)≧vz, close switch s2. Further, the comparator 21b compares the speed V of the register 24 with another predetermined speed V+ (where vl>vt) specified in advance (step S4), and if v(kll)<■, switch S2
The acceleration a, (where a, > a,) is transferred to register 2 via
2 (step 5s) −v(kl1)≧V,
When the comparator 21b closes the switch S, the acceleration 0 is stored in the register 22 (step S6).
). In step St, K is incremented, and steps 82 to S7 are then repeated to output the target position during acceleration.
第1図及び第2図においては減速時の関数発生装置及び
動作のフローチャートは加速時から容易に推量できるの
で省略しである。In FIG. 1 and FIG. 2, the flowchart of the function generator and its operation during deceleration is omitted because it can be easily inferred from the time of acceleration.
第2図のフローチャートにおいて、注意すべき点は、速
度、加速度は、サンプリング時間が単位になっているこ
とである。すなわち、速度の意味は、1サンプリング時
間ごとに、どれだけrが進むかを示し、加速度は1サン
プリング時間ごとに、速度がどれだけ進むかを示す。V
、Aを秒を単位とした速度、加速度とすれば、サンプリ
ング時間をT秒として、サンプリング時間の単位のV、
3には、
−VT
a”AT”
で換算できる。In the flowchart of FIG. 2, it should be noted that the velocity and acceleration are expressed in units of sampling time. That is, the meaning of velocity indicates how much r advances per sampling time, and the acceleration indicates how much the velocity advances per sampling time. V
, A is the velocity and acceleration in seconds, the sampling time is T seconds, and V is the unit of sampling time,
3, it can be converted to -VT a"AT".
第3図は第1図及び第2図に示した実施例により得られ
る目標位置「、目標速度V及び目標加速度aの時間的変
化を示すグラフである。第3図かられかるように、時刻
乞、迄は加速度はalであり、時刻り、からL2迄は加
速度はa2と小さくなり、時刻t2以後の定速状態では
加速度は零である。時刻【、迄は速度が小さいので加速
度a1をモータの最大能力の限界近くに設定できる。ま
た、時刻t1とt2の間では加速度を小さくしたので、
速度v、をモータの最大能力の限界近くに奴疋c75る
。FIG. 3 is a graph showing temporal changes in the target position, target velocity V, and target acceleration a obtained by the embodiment shown in FIGS. 1 and 2. As can be seen from FIG. The acceleration is al until time t, and from time t to L2, the acceleration becomes small as a2, and in the constant speed state after time t2, the acceleration is zero. It can be set close to the limit of the motor's maximum capacity.Also, since the acceleration is small between times t1 and t2,
Let the speed v be close to the limit of the motor's maximum capacity.
以上説明した実施例では、加速度は2種類しか切替えて
いないが、比較器及びスイッチを更に増せば3種類以上
の加速度に次々に変化させることも可能である。In the embodiment described above, only two types of acceleration are switched, but by adding more comparators and switches, it is possible to change the acceleration to three or more types one after another.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、サー
ボ制御装置において、制御対象の目標速度に応して目標
加速度を切替えたことにより、制御対象の能力の限界を
近くまで最大加速度及び最大速度を設定することが可能
になり、DCモータ等の制御対象を迅速に最終的な目標
位置まで動かすことができる。As is clear from the above description, according to the present invention, in a servo control device, by switching the target acceleration according to the target speed of the controlled object, the maximum acceleration and maximum It becomes possible to set the speed, and a controlled object such as a DC motor can be quickly moved to the final target position.
第1図は本発明の一実施例による関数発生装置を示すブ
ロック図、第2図は第1図の装置の動作を示すフローチ
ャート、第3図は第1図の装置による目標位置、目標速
度、及び目標加速度と時間の関係を示すグラフ、第4図
は従来のサーボwiWJ装置の一例を示すブロック図、
第5図は第4図に示した従来装置において目標位置と目
標速度の時間的変化を示すグラフ、第6図は第4図に示
した従来装置において目標加速度が一定となるようにし
た場合の目標位置、目標速度、及−び目標加速度の時間
的変化を示すグラフ、第7図は第4図の従来装置におけ
る従来の関数発生装置を示すブロック図、第8図仲DC
モータの速度とその速度で出し得る加速度との関係を示
すグラフである。
2a・・・関数発生装置、 21a、 21b・・・比
較器、22・・・レジスタ、 23・・・加算器
、24・・・レジスタ、 25・・・加算器、2
6・・・レジスタ、 27・・・除算器。FIG. 1 is a block diagram showing a function generator according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a flowchart showing the operation of the device shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a block diagram showing the operation of the device shown in FIG. and a graph showing the relationship between target acceleration and time, FIG. 4 is a block diagram showing an example of a conventional servo wiWJ device,
Fig. 5 is a graph showing temporal changes in target position and target speed in the conventional device shown in Fig. 4, and Fig. 6 is a graph showing changes in target position and target velocity over time in the conventional device shown in Fig. 4, when the target acceleration is kept constant. Graph showing temporal changes in target position, target velocity, and target acceleration; FIG. 7 is a block diagram showing a conventional function generator in the conventional device of FIG. 4; FIG.
It is a graph showing the relationship between the speed of a motor and the acceleration that can be generated at that speed. 2a...Function generator, 21a, 21b...Comparator, 22...Register, 23...Adder, 24...Register, 25...Adder, 2
6...Register, 27...Divider.
Claims (1)
ボ制御装置において、該制御対象の目標加速度に基づい
て該制御対象の目標速度と目標位置を演算する手段、及
び該目標速度が予め定められた所定値以上になると該目
標加速度を第1の値から該第1の値より小さい第2の値
に切替える手段を具備することを特徴とする関数発生装
置。1. In a servo control device that continuously moves a controlled object to a final target position, a means for calculating a target speed and a target position of the controlled object based on a target acceleration of the controlled object, and a means for calculating a target speed and a target position of the controlled object based on a target acceleration of the controlled object, and a means for calculating a target speed and a target position of the controlled object based on a target acceleration of the controlled object, 1. A function generating device comprising means for switching the target acceleration from a first value to a second value smaller than the first value when the target acceleration exceeds a predetermined value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24333584A JPS61122709A (en) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | Function generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24333584A JPS61122709A (en) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | Function generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61122709A true JPS61122709A (en) | 1986-06-10 |
Family
ID=17102289
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24333584A Pending JPS61122709A (en) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | Function generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61122709A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63141109A (en) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | San Marine:Kk | Speed control method for numerical control |
JPS63182715A (en) * | 1987-01-23 | 1988-07-28 | Omron Tateisi Electronics Co | Positioning control device |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP24333584A patent/JPS61122709A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63141109A (en) * | 1986-12-03 | 1988-06-13 | San Marine:Kk | Speed control method for numerical control |
JPS63182715A (en) * | 1987-01-23 | 1988-07-28 | Omron Tateisi Electronics Co | Positioning control device |
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