JPS62271102A - Servo constant setting system for servocontrol system - Google Patents

Servo constant setting system for servocontrol system

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JPS62271102A
JPS62271102A JP11513886A JP11513886A JPS62271102A JP S62271102 A JPS62271102 A JP S62271102A JP 11513886 A JP11513886 A JP 11513886A JP 11513886 A JP11513886 A JP 11513886A JP S62271102 A JPS62271102 A JP S62271102A
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JP
Japan
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servo
servo control
servocontrol
mpu
characteristic
Prior art date
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Application number
JP11513886A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Hasegawa
進 長谷川
Takahisa Ueno
上野 隆久
Yoshibumi Mizoshita
義文 溝下
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
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Publication of JPS62271102A publication Critical patent/JPS62271102A/en
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Abstract

PURPOSE:To automatically set an optimum servo constant in a servo controlling section by providing a function that generates signals for measuring, makes servocontrol operation, observes desired variable in servocontrol operation and decides characteristic of a servo system in a digital servocontrol section. CONSTITUTION:Basically, a servocontrol section is constituted of an operating means using a microprocessor etc., and a digital servocontrol section 4 that makes servocontrol by operation is used. In such a digital servocontrol section 4, the servo constant is held as a value in a memory, and its change is made only by change of the value. Deciding of servo characteristic can be executed by operation utilizing variables of operation point by servocontrol operation, and accordingly, a servo characteristic deciding function 4b, open loop characteristic can be measured by BS/ES, closed loop characteristic can be measured by PS/IS and error characteristic can be measured by ES/IS.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術 発明が解決しようとする問題点 問題点を解決するための手段(第1図)作用 実施例 (a)一実施例の構成の説明(第2図、第3図) (b)一実施例の動作の説明(第4図、第5図) (C)他の実施例の説明 発明の効果 〔概要〕 制御対象をサーボ制御するサーボ制御部をデジタルサー
ボ制御部で構成したサーボ制御系において、デジタルサ
ーボ制御部に測定用信号を発生しサー水制御演算を行っ
て、サーボ制御演算における所望の変数を観測してサー
ボ系の特性を判定する機能を設けることにより、サーボ
制御部内で自動的に最適サーボ定数を設定できるように
したものである。
[Detailed Description of the Invention] 3. Detailed Description of the Invention [Table of Contents] Overview Industrial Field of Application Conventional Technology Problems to be Solved by the Invention Means for Solving the Problems (Fig. 1) Working Examples (a) Explanation of the configuration of one embodiment (FIGS. 2 and 3) (b) Explanation of the operation of one embodiment (FIGS. 4 and 5) (C) Explanation of other embodiments Effects of the invention [Summary] In a servo control system in which a servo control unit that servo-controls a controlled object is configured with a digital servo control unit, a measurement signal is generated to the digital servo control unit, a servo water control calculation is performed, and the desired result in the servo control calculation is By providing a function to observe variables and determine the characteristics of the servo system, the optimum servo constants can be automatically set within the servo control section.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、制御対象をサーボ制御部によってサーボ制御
するサーボ制御系において、サーボ制御部にサーボ制御
をサーボ定数を用いたサーボ制御演算によって行うデジ
タルサーボ制御部を用いて、最適なサーボ定数を自動設
定するサーボ定数設定方式に関する。
In a servo control system in which a controlled object is servo-controlled by a servo control unit, the present invention uses a digital servo control unit in the servo control unit that performs servo control using servo control calculations using servo constants to automatically determine the optimal servo constants. Regarding the servo constant setting method.

磁気ディスク装置のヘッド位置決め制御等において広く
サーボ制御技術が用いられている。
Servo control technology is widely used in head positioning control of magnetic disk drives and the like.

このようなサーボ制御系においては、サーボ特性に応じ
た適切なサーボ定数の設定が、系の安定化等に必要であ
る。
In such a servo control system, it is necessary to set appropriate servo constants according to the servo characteristics in order to stabilize the system.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば、磁気ディスクのヘッド位置決め制御に用いられ
るサーボ制でπ系は、第6図に示す如く、ヘッド1bを
移動するアクチュエータ1aと、アクチュエータ1aを
駆動するアンプ1cと、ヘッド1bのサーボ信号を復調
する復調器1dを有する制御対象lに対し、サーボ制御
部2が設けられている。
For example, the π system in the servo system used to control the head positioning of a magnetic disk is, as shown in FIG. A servo control unit 2 is provided for a controlled object l having a demodulator 1d.

サーボ制御部2は、指令量Isと制御対象1からの状態
量BS(復調器1dからのサーボ信号)との差をとるエ
ラー発生部2aと、エラー発生部2aのエラー31Es
を位相補償する位相補償部2bと、位相補償部2bの出
力PSを設定ゲインで乗算して制御量Uを出力するゲイ
ン設定部2Cとを有している。
The servo control unit 2 includes an error generation unit 2a that takes the difference between the command amount Is and the state quantity BS from the controlled object 1 (servo signal from the demodulator 1d), and an error generation unit 2a that calculates the error 31Es of the error generation unit 2a.
, and a gain setting section 2C that multiplies the output PS of the phase compensation section 2b by a set gain and outputs a control amount U.

このようなサーボ制御系においては、位相補償部2bや
ゲイン設定部2cのサーボ定数によって、サーボ系の特
性が定まる。
In such a servo control system, the characteristics of the servo system are determined by the servo constants of the phase compensation section 2b and the gain setting section 2c.

従来、このサーボ定数の設定に与っては、サーボ制御部
2をオペアンプ、抵抗、コンデンサ等のアナログ素子で
構成し、上記サーボ定数を種々の可変抵抗の値によって
調整していた。
Conventionally, in setting this servo constant, the servo control section 2 was configured with analog elements such as an operational amplifier, a resistor, and a capacitor, and the servo constant was adjusted by the values of various variable resistors.

この際に、サーボアナライザ3の如き専用の外部計測器
を用い、サーボアナライザ3より測定のためのノイズ信
号NSをサーボ制御部2に与えて、サーボ制御部2の動
作による各部の信号を観測し、フーリエ変換等を用いて
サーボ特性を求め、これによって設計値と合うように前
述の可変抵抗を人手によって調整して所望のサーボ特性
を得るようにしていた。
At this time, using a dedicated external measuring instrument such as the servo analyzer 3, the noise signal NS for measurement is given from the servo analyzer 3 to the servo control section 2, and the signals of each section due to the operation of the servo control section 2 are observed. The servo characteristics are determined using , Fourier transform, etc., and the variable resistor is manually adjusted to match the design value to obtain the desired servo characteristics.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このようなサーボ定数の最適設定は、外部計測器を用い
ることから、通常、製品の試験工程又は調整工程におい
て行われるが、人手によって外部計測器を用いて調整す
るため、生産性の向上が図れず、且つ自動化ができない
という問題があった。
Optimum setting of such servo constants uses an external measuring instrument, so it is usually done in the product testing process or adjustment process. However, since the adjustment is done manually using an external measuring instrument, productivity can be improved. There was a problem that it was not possible to automate the process.

又、出荷済製品であっても、これを長期間使用している
と温度条件や使用による劣化等の種々の機械的要因によ
り、サーボ特性自体が変化することがあり、この場合に
はサーボ定数を再調整することが難しく、例えば装置の
障害発生まで、判明できず、障害発生によりメ〜力の保
守員が前述の外部測定器を用いて始めて再調整が行われ
るというように、サーボ特性自体の変化によるサーボ系
の良好でない動作が障害発生まで継続されてしまうとい
う問題もあり、更にこの場合も人手によって再調整をお
こなわなければならないという問題もあった。
In addition, even if the product has already been shipped, if it is used for a long period of time, the servo characteristics itself may change due to various mechanical factors such as temperature conditions and deterioration due to use, and in this case, the servo constant It is difficult to readjust the servo characteristics, for example, it may not be possible to determine until a failure occurs in the equipment, and when the failure occurs, maintenance personnel will have to readjust it for the first time using the external measuring device mentioned above. There is also the problem that unsatisfactory operation of the servo system due to a change in the current level continues until a failure occurs, and furthermore, in this case, readjustment must be performed manually.

更に、装置毎の特性も完全に均一なものではなく、微妙
に異なることから、このサーボ定数の調整、再調整も装
置毎に人手によって行う必要があるという問題もあり、
サーボ定数の最適自動設定技術が望まれていた。
Furthermore, since the characteristics of each device are not completely uniform and differ slightly, there is also the problem that adjustment and readjustment of these servo constants must be done manually for each device.
Optimal automatic setting technology for servo constants has been desired.

本発明は、上述の点に鑑み、サーボ制御系のサーボ定数
を自動設定することのできるサーボ制御系のサーボ定数
設定方式を提供することを目的とする。
In view of the above-mentioned points, it is an object of the present invention to provide a servo constant setting method for a servo control system that can automatically set the servo constants of the servo control system.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図は本発明の原理説明図である。 FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention.

図中、第6図で示したものと同一のものは同一の記号で
示してあり、4はデジタルサーボ制御部であり、前述の
サーボ制御を演算によって行うサーボ制御演算機能部4
aと、サーボ特性判定機能部4bとを有しており、サー
ボ制御演算機能部4aは指令量Isと状態量BSとのエ
ラーBSを得るエラー発生演算40bと、エラーESを
設定サーボ定数(位相定数)で位相補償する位相補償演
算40Cと、位相補償された信号PSに対しサーボ定数
(ゲイン)で、ゲイン乗算するゲイン乗算演算40dを
演算処理によって行うとともに、測定用信号(ノイズ等
)NSを係る指令量Isとしてサーボ演算ループに導入
するようにノイズ注入用加算演算40aが設けられてい
る。
In the figure, the same parts as those shown in FIG. 6 are indicated by the same symbols, and 4 is a digital servo control section, which is a servo control calculation function section 4 that performs the above-mentioned servo control by calculation.
a, and a servo characteristic determination function part 4b, and the servo control calculation function part 4a has an error occurrence calculation 40b for obtaining an error BS between the command quantity Is and the state quantity BS, and a servo constant (phase A phase compensation calculation 40C for compensating the phase with a constant) and a gain multiplication calculation 40d for multiplying the phase compensated signal PS by a servo constant (gain) are performed by calculation processing, and the measurement signal (noise etc.) NS is A noise injection addition calculation 40a is provided to introduce the command amount Is into the servo calculation loop.

一方、サーボ特性判定機能部4bは、サーボ制御演算機
能4aにおける状態変数(例えば指令量Is、状態量B
S、エラー量ES、位相補償出力量PS)を観測して、
演算によりサーボ特性を判定し、最適サーボ定数の決定
に用いられるものである。
On the other hand, the servo characteristic determination function section 4b uses state variables (for example, command amount Is, state amount B) in the servo control calculation function 4a.
S, error amount ES, phase compensation output amount PS),
This is used to determine the servo characteristics through calculation and determine the optimal servo constant.

尚、5aはデジタル/アナログコンバータ、5bはアナ
ログ/デジタルコンバータであり、各々サーボ制御部4
のデジタル制?nlをアナログ制御量に変換して制御対
象1に与え、制御対象1のアナログ状Litをデジタル
状atに変換してサーボ制御部4に与えるためのもので
ある。
Note that 5a is a digital/analog converter, and 5b is an analog/digital converter, each of which is connected to the servo control section 4.
Digital system? This is for converting nl into an analog control amount and giving it to the controlled object 1, and converting the analog Lit of the controlled object 1 to a digital state at and giving it to the servo control section 4.

〔作用〕[Effect]

本発明では、基本的にはサーボ制御部をマイクロプロセ
ッサ等による演算手段で構成し、サーボ制御を演算処理
によって行うデジタルサーボ制御部4を用いている。
In the present invention, a digital servo control section 4 is used in which the servo control section is basically constituted by a calculation means such as a microprocessor, and the servo control is performed by calculation processing.

このようなデジタルサーボ制御部4においては、サーボ
定数はメモリに値として持っており、その変更は値の変
更で済む。
In such a digital servo control section 4, the servo constants are stored in the memory as values, and the changes can be made by simply changing the values.

又1.サーボ特性の判定は、サーボ制御演算による各演
算ポイントの変数を利用して演算によって実行できるの
で、デジタルサーボ制御部4にサーボ定数決定のための
サーボ特性判定機能4bを組込むことができる。
Also 1. Since the servo characteristics can be determined by calculation using the variables of each calculation point based on the servo control calculation, the digital servo control section 4 can incorporate the servo characteristics determination function 4b for determining servo constants.

例えば、サーボ特性判定機能4bでは、開ループ特性は
BS/ES、閉ループ特性はPS/Is、エラー特性は
BS/Isで測定できる。
For example, in the servo characteristic determination function 4b, the open loop characteristic can be measured by BS/ES, the closed loop characteristic can be measured by PS/Is, and the error characteristic can be measured by BS/Is.

従って、装置内にサーボ特性の判定機能を組込め、サー
ボ定数の調整をサーボ制御部4内で行わせることができ
、従来の試験、調整が自動的に行われ且つサーボ特性の
変化、相違に対しても対応したサーボ定数の調整が自動
的に行われる。
Therefore, it is possible to incorporate a servo characteristic judgment function into the device, and to have the servo constants adjusted within the servo control unit 4. Conventional tests and adjustments can be performed automatically, and changes and differences in servo characteristics can be detected. The corresponding servo constants are automatically adjusted.

〔実施例〕〔Example〕

(a)一実施例の構成の説明 第2図は本発明の一実施例構成図である。 (a) Description of the configuration of one embodiment FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention.

図中、第6図及び第1図で示したものと同一のものは同
一の記号で示してあり、4Aは制御用プロセッサであり
、前述のサーボ制御演算及び測定用ノイズ発生、サーボ
系の特性判定及びサーボ定数の変更を行うもの、4Bは
サーボ特性測定用プロセッサであり、サーボ制御演算に
よって得た変数をフーリエ変換し、周波数系列に変換し
、サーボ特性としての伝達関数を演算するもの、4Cは
データ転送用メモリであり、制御用プロセッサ4Aとサ
ーボ特性測定用プロセッサ(以下、測定用プロセッサと
称す)4Bとの間で、サーボ制御演算による変数、演算
した伝達関数の受は渡しのためのバッファとして設けら
れたものである。
In the figure, the same components as those shown in FIG. 6 and FIG. 4B is a processor for measuring servo characteristics, which performs Fourier transform on variables obtained by servo control calculations, converts them into a frequency series, and calculates a transfer function as servo characteristics; 4C; is a memory for data transfer, and is a memory for receiving and transmitting variables resulting from servo control calculations and calculated transfer functions between the control processor 4A and the servo characteristic measurement processor (hereinafter referred to as measurement processor) 4B. It is provided as a buffer.

40は制御用プロセッサのマイクロプロセッサ(以下M
PUと称す)であり、プログラムの実行によって、サー
ボ制御演算、ノイズ発生、サーボ特性判定、サーボ定数
変更を行うもの、41はリードオンリーメモリ (以下
ROMと称す)であり、MPU40の演算動作に必要な
プログラムを格納する他に、サーボ定数の初期値、サー
ボ特性の設計値、ノイズ発生用のプログラムとが格納さ
れているもの、42はランダムアクセスメモリ(以下R
AMと称す)であり、後述するサーボ演算の変数とサー
ボ定数を格納しておくもの、43dはM P U 40
のデータバスであり、MPU40がデータの送受のため
に用いるもの、43aはアドレスバスであり、MPU4
0がアドレスの送受のために用いるもの、44は測定用
プロセッサのマイクロプロセッサ(以下MPUと称す)
であり、データ転送用メモリ4CのMPU40からの変
数をフーリエ変換し、周波数変換した後、伝達関数の各
周波数におけるゲイン、位相を計算するもの、45はリ
ードオンリーメモリ (以下ROMと称す)であり、M
PLI40の演算処理に必要なプログラムを格納してお
くもの、46dはデータバスであり、MPU44がデー
タの送受のために用いるもの、46aはアドレスバスで
あり、MPU44がアドレスの送受のために用いるもの
、47は共通RAM (ランダムアクセスメモリ)であ
り、MPU40によって変数が書込まれ、書込まれた変
数がMPtJ44によって読出され、MPtJ44によ
って伝達関数が書込まれ、書込まれた伝達関数がMPU
40によって続出されるもの、48a548bは各々バ
ッファであり、各々データバス43d、46dに接続さ
れ、且つ共i1 RA M 47のデータバス47dに
接続され、M P U 40.44の共通RAM47へ
の読出/書込みに用いられるもの、49a、49bは各
々ラッチであり、各々アドレスバス43a、46aに接
続され、且つ共通RAM47のアドレスバス47aに接
続され、MPU40.44の共通RAM47へのアドレ
指定に用いられるもの、O8はMPU間制鍵制御線り、
MPU40.44との間でステータスのやりとりを行う
もの、C3A、C3Bは各々チップセレクト線であり、
各々MPU40がバッファ48a、ラッチ49aを、M
PU44がバッファ48b、ラッチ49bをセレクトす
るための制御線である。
40 is a control processor microprocessor (hereinafter M
41 is a read-only memory (hereinafter referred to as ROM) that is necessary for the calculation operation of the MPU 40. 42 is a random access memory (hereinafter referred to as R
43d is an MPU 40 that stores variables and servo constants for servo calculations, which will be described later.
43a is a data bus used by the MPU 40 to send and receive data; 43a is an address bus used by the MPU 4
0 is used for sending and receiving addresses, 44 is a microprocessor for measurement (hereinafter referred to as MPU)
45 is a read-only memory (hereinafter referred to as ROM) which performs Fourier transform on the variables from the MPU 40 of the data transfer memory 4C, performs frequency conversion, and then calculates the gain and phase at each frequency of the transfer function. ,M
46d is a data bus that stores the programs necessary for the arithmetic processing of the PLI 40, and 46a is an address bus that the MPU 44 uses to send and receive addresses. , 47 is a common RAM (random access memory) in which variables are written by the MPU 40, the written variables are read by the MPtJ 44, transfer functions are written by the MPtJ 44, and the written transfer functions are read by the MPU.
40, 48a and 548b are buffers, respectively connected to the data buses 43d and 46d, and both connected to the data bus 47d of the i1 RAM 47, for reading to the common RAM 47 of the MPU 40.44. /Used for writing, 49a and 49b are latches, respectively, and are connected to address buses 43a and 46a, respectively, and also to address bus 47a of the common RAM 47, and are used to specify addresses to the common RAM 47 of the MPU 40.44. , O8 is the MPU interlock key control line,
C3A and C3B are chip select lines that exchange status with MPU40.44, respectively.
Each MPU 40 operates a buffer 48a, a latch 49a, an M
This is a control line for the PU 44 to select the buffer 48b and latch 49b.

第3図は制御用プロセッサのサーボ演算処理の説明図で
あり、第3図(A)はサーボ制御系のブロック図、第3
図CB)は第3図(A)の制御系をデジタル演算表現で
示したブロック図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of servo arithmetic processing by the control processor, FIG. 3(A) is a block diagram of the servo control system, and FIG.
Figure CB) is a block diagram showing the control system of Figure 3(A) in digital calculation form.

第3図(A)においては、指令量Isと状態量(現在位
置)BSとの偏差BSを位相進み遅れ要素のフィルタ4
0Cを通し、ゲインKを乗して制御量USを出力する構
成となっており、ノイズNS注入用の加算部40aが含
まれる。
In FIG. 3(A), the deviation BS between the command quantity Is and the state quantity (current position) BS is filtered by a phase lead/lag element filter 4.
0C, multiplied by a gain K, and outputs the control amount US, and includes an adder 40a for injecting noise NS.

これをデジタル演算表現すると、第3図(B)の如くな
り、目標位置をCSとすると、となる。
If this is expressed by digital calculation, it will be as shown in FIG. 3(B), and if the target position is CS, then the following will be obtained.

一方、位相進み遅れフィルタは、伝達関数を(1+T2
S)/ (1+T、S)  (但しT、、T2は位相進
み遅れフィルタの時定数)とすると、第3図(B)の如
く、比例量RAS、微分量EFS1積分量PBSとして
、 P S = E A S + E F S −P B 
S  −−−−−(2)で表され、更に、 但し、ZはZ変換(即ち、Z−1は遅延要素)を示す で示される。
On the other hand, the phase lead/lag filter converts the transfer function to (1+T2
S)/ (1+T, S) (where T, , T2 are the time constants of the phase lead/lag filter), as shown in Figure 3 (B), the proportional amount RAS, the differential amount EFS1 the integral amount PBS, P S = E A S + E F S - P B
S -------(2), and further, where Z indicates a Z transformation (ie, Z-1 is a delay element).

ここで、前述の80、al、b+は位相進み遅れフィル
タの係数(サーボ定数)であり、で表現される。
Here, the aforementioned 80, al, b+ are the coefficients (servo constants) of the phase lead/lag filter, and are expressed as.

このa@ 、al、I)1及びKが、この例のサーボ定
数である。
These a@, al, I)1 and K are the servo constants in this example.

従って、測定用プロセッサ4AのRAM42には、サー
ボ系の変数として、エラーIEs、エラー量のZ変換値
EDS、比例量RAS、微分量EFS、積分量PBS、
出力PSのZ変換値PIS、出力PS、制御量US、状
態量BS、指令量■S、目標位置C8、ノイズNSが各
サンプル周期毎にMPU40のサーボ演算結果として順
次更新格納され、一方、サーボ定数としてa6+al 
、b、 、Kが格納される。
Therefore, the RAM 42 of the measurement processor 4A contains the error IEs, the Z-converted value EDS of the error amount, the proportional amount RAS, the differential amount EFS, the integral amount PBS,
The Z-converted value PIS of the output PS, the output PS, the control amount US, the state amount BS, the command amount S, the target position C8, and the noise NS are updated and stored in sequence as the servo calculation results of the MPU 40 at each sampling period. a6+al as a constant
,b, ,K are stored.

(b)一実施例の動作の説明 第4図はサーボ定数設定処理フロー図であり、第4図(
A)はMPU40の処理フロー図、第4図(B)はMP
U44の処理フロー図、第5図はサーボ定数決定説明図
である。
(b) Description of operation of one embodiment FIG. 4 is a servo constant setting process flow diagram.
A) is a processing flow diagram of the MPU 40, and FIG. 4 (B) is a process flow diagram of the MPU 40.
The processing flowchart of U44, FIG. 5, is an explanatory diagram of servo constant determination.

先づ、パワーオン時又は調整時に第4図の処理が起動さ
れる。
First, the process shown in FIG. 4 is started at power-on or adjustment.

■ MPU40はROM41からサーボ定数a0、a、
、bl 、、にの初期値をRAM42にセットする。
■ MPU40 reads servo constants a0, a, a, from ROM41.
, bl, , are set in the RAM 42.

■ 次にROM41の乱数(ノイズ)発生プログラムよ
りノイズNSをRAM42にセットする。
(2) Next, set the noise NS in the RAM 42 from the random number (noise) generation program in the ROM 41.

尚、ノイズは解析範囲の周波数成分を含むものである。Note that the noise includes frequency components within the analysis range.

■ そして、MPU40は第3図に示すサーボ制御演算
処理を行う、この演算ルーチンにおいては、RAM42
のサーボ定数a0、al、bl、Kを用いて変数を演算
し、変数をRAM42に書込んで、演算のために読出し
、最終的には、制御NUSを求めて、データバス4−3
 dよりデジタルアナログコンバータ(DAC)5aに
出力し、アンプICを介しアクチュエータ1aを電流駆
動する。
(2) Then, the MPU 40 performs the servo control calculation processing shown in FIG.
The variables are calculated using the servo constants a0, al, bl, and K, and the variables are written to the RAM 42 and read out for calculation.Finally, the control NUS is determined and the data bus 4-3
d to a digital-to-analog converter (DAC) 5a, and current drives the actuator 1a via an amplifier IC.

尚、この場合、目標位置CSは零又は零に近い値とする
In this case, the target position CS is set to zero or a value close to zero.

■ MPU40はこのサーボ制御演算を終わると、この
時のRAM42の状態@BS (i) 、エラー量ES
 C+)をバッフy4Ba、ランチ49aを介し共通R
AM47へ書込む。
■ When the MPU 40 finishes this servo control calculation, the state of the RAM 42 at this time @BS (i), the error amount ES
C+) to common R via buffer y4Ba and lunch 49a
Write to AM47.

■−MPU40は、これを所定回数繰返したかを判定し
、所定回数繰返していなければ、ステ、プ■に戻り、ノ
イズを変えてサーボ演算を行う毎に共通RAM47にB
S (i) 、ES (i)を書込んで行く。
- The MPU 40 determines whether this has been repeated a predetermined number of times, and if it has not been repeated the predetermined number of times, returns to step
Write S (i) and ES (i).

■ 一方、書込みを所定回数繰返すと、MPU40は制
御線CSを介し測定用MPU44に所定数の変数の共通
RAM47への書込み終了を通知する。この時、共通R
AM47には、時系列のBS(i)、23 (i)が書
込まれている。
(2) On the other hand, when the writing is repeated a predetermined number of times, the MPU 40 notifies the measurement MPU 44 via the control line CS that the writing of a predetermined number of variables to the common RAM 47 is completed. At this time, common R
BS(i) and 23(i) in time series are written in AM47.

これによって後述する第4図(B)のMPU44の特性
測定処理が開始する6 ■ MPU40では、制?11線CSを介しMPU44
から測定処理完了があるかを調べなければ、ステップ■
に戻り、サーボ演算を繰返し、′M御対象1をサーボ制
御するが、この時共通RAM47へは、BS (i) 
、BS (i)を書込まない。
As a result, the characteristics measurement process of the MPU 44 shown in FIG. 4(B), which will be described later, starts. MPU44 via 11 line CS
If you do not check whether the measurement process is completed from step ■
Returns to , repeats the servo calculation, and servo controls 'M target 1, but at this time, the BS (i) to the common RAM 47 is
, BS (i) is not written.

逆に測定処理完了を受けると、共通RAM47からMP
U44が演算したサーボ系の伝達関数の各周波数におけ
るゲインと位相を続出す。
Conversely, upon receiving completion of the measurement process, MP is transferred from the common RAM 47.
The gain and phase at each frequency of the servo system transfer function calculated by U44 are successively output.

■ Mptr4oは第5図の如<ROM41から設計値
(周波1k)f、(サーボ帯域)における目標位相値θ
0及びゲインを読出し、共通RA M 47の周波数r
0の位相及びゲインと比較する。
■ Mptr4o is as shown in Fig. 5 < Design value (frequency 1k) f from ROM41, target phase value θ at (servo band)
0 and the gain, and the frequency r of the common RAM 47
Compare with phase and gain of 0.

これらが目標値と一致していれば、サーボ特性良として
、サーボ定数設定処理を終了する。
If these match the target values, it is determined that the servo characteristics are good, and the servo constant setting process ends.

■ 逆にMPU40は目標値と一致していなければ、サ
ーボ定数を変更する。
(2) Conversely, if the MPU 40 does not match the target value, it changes the servo constant.

ここで、ゲインにの変更は、周波数r0において伝達関
数のゲインがOdB (目標値)となる様にし、例えば
差が6dBならゲインKを0.5倍にして、RAM42
にセットする。又、位相定数に関しては、サーボ帯域f
0における測定位相と目標値θ。を比較し、位相進み遅
れフィルタの時定数T+ 、TtO値を設定し直し、a
o、al、bIを変更し、RAM42にセットして、ス
テ、ブ■に戻る。
Here, the gain is changed so that the gain of the transfer function becomes OdB (target value) at frequency r0. For example, if the difference is 6 dB, the gain K is set to 0.5 times, and the RAM 42
Set to . Also, regarding the phase constant, the servo band f
Measured phase at 0 and target value θ. Compare the values, reset the time constant T+ and TtO value of the phase lead/lag filter, and a
Change o, al, and bI, set them in RAM 42, and return to step and b.

このようにして、変更されたサーボ定数によるサーボ制
御演算、BS (i) 、ES (i)の出力(書込み
)、MPU44での伝達関数の測定を繰返し、サーボ特
性値が目標値となるまで、これを繰返す。
In this way, the servo control calculation using the changed servo constant, the output (writing) of BS (i) and ES (i), and the measurement of the transfer function in the MPU 44 are repeated until the servo characteristic value reaches the target value. Repeat this.

次に測定用プロセッサ4Bの動作について説明する。Next, the operation of the measurement processor 4B will be explained.

■ 前述のステップ■で、MPU44は書込み終了通知
を受けると、共通RAM47より、M P U3Oが書
込んだ時系列BS (i) 、ES N)(i=1.2
、−n)を続出す。
■ In the above step ■, when the MPU 44 receives the write completion notification, it stores the time series BS (i), ES N) (i=1.2) written by the MPU 3O from the common RAM 47.
, -n) one after another.

■ 次に、MPU44は各時系列データBS (i)、
ES (i)をそれぞれフーリエ変換(FFT)  処
理し、周波数系列に変換する。
■ Next, the MPU 44 outputs each time series data BS (i),
Each ES (i) is subjected to Fourier transform (FFT) and converted into a frequency series.

■ 更に、MPU44は両者の関係により開ループ伝達
関数BS/ESの各周波数におtするゲイン及び位相を
計算する。
(2) Furthermore, the MPU 44 calculates the gain and phase for each frequency of the open loop transfer function BS/ES based on the relationship between the two.

■ そして、これらを共通RAM47に書込み、制御f
!csを介し、制御用MPU40に測定完了通知を行う
ゆ MPU44は、MPU40から書込み終了通知がある毎
にこれを実行し、制御用MPU40のサーボ特性判定に
供する。
■ Then, write these to the common RAM 47 and control f
! The MPU 44 notifies the control MPU 40 of measurement completion via the cs, and executes this every time there is a write completion notification from the MPU 40, and uses it to determine the servo characteristics of the control MPU 40.

このようにして、制御用MPU40では所定周期毎に設
定されたサーボ定数に基いてサーボ制御演算を行い、制
御対象1をノイズによりサーボ制御し、共通RAM47
に変数を書込み、所定数の変数が揃うと、測定用MPU
44が共通RAM47よりこれを読出し、フーリエ変換
して伝達関数を演算し、共通RAM47にこれを書込む
In this way, the control MPU 40 performs servo control calculations based on the servo constants set for each predetermined cycle, servo-controls the control object 1 with noise, and uses the common RAM 47
When a predetermined number of variables are collected, the measurement MPU
44 reads this from the common RAM 47, performs Fourier transform to calculate a transfer function, and writes this to the common RAM 47.

そして制御用MPU40は、共通RAM47から演算さ
れた伝達関数を読出し、目標値と比較し、サーボ特性の
良否を判定し、サーボ特性が否なら、サーボ定数を変更
し、同様に測定のためのサーボ制御演算を繰返す。
Then, the control MPU 40 reads out the calculated transfer function from the common RAM 47, compares it with the target value, determines whether the servo characteristics are good or bad, and if the servo characteristics are bad, changes the servo constant, and similarly controls the servo for measurement. Repeat control calculation.

一方、サーボ特性が良なら、このサーボ定数設定処理を
終了し、以降RAM42の設定サーボ定数に基いて第3
図のサーボ演算を行い、制御対象1をサーボ制御する。
On the other hand, if the servo characteristics are good, this servo constant setting process is finished, and the third
The servo calculation shown in the figure is performed to servo control the controlled object 1.

このようにして、デジタルサーボ制御部において、サー
ボ定数を最適に設定でき、第4図の処理は、装置起動時
又は調整時に実行し、以降通常のサーボ制御Bを行う。
In this way, the servo constants can be optimally set in the digital servo control section, and the process shown in FIG. 4 is executed at the time of device startup or adjustment, and thereafter normal servo control B is performed.

(C)他の実施例の説明 上述の実施例では、MPtJ40がステップ■での書込
み後もステップ■以下のサーボ制御演算を判断せず繰返
しているが、ステップ■の書込み後、ステップ■へ戻ら
ず、MPU44の演算完了待ちとしてもよい。
(C) Description of other embodiments In the above embodiment, the MPtJ40 repeats the servo control calculations from step ■ onwards without making any judgment even after writing in step ■, but after writing in step ■, it does not return to step ■. First, it may be possible to wait for the MPU 44 to complete the calculation.

又、制御用プロセッサの他に測定用プロセッサを設け、
測定用プロセッサでサーボ特性の測定処理を行っている
が、測定用プロセッサを設けず、制御用プロセッサが測
定処理を更に実行するようにしてもよい。
In addition, a measurement processor is provided in addition to the control processor,
Although the measurement processor performs the servo characteristic measurement process, the measurement processor may not be provided and the control processor may further execute the measurement process.

更に、開ループ伝達関数を求めて位相定数、ゲインの設
定の例で説明したが、開ループ伝達関数、エラー特性を
求めて他の定数を設定するようにしてもよく、測定用信
号もノイズに限らず、正弦波等の他の関数のものでもよ
い。
Furthermore, although we have explained the example of finding the open-loop transfer function and setting the phase constant and gain, it is also possible to find the open-loop transfer function and error characteristics and set other constants, which also prevents the measurement signal from being affected by noise. However, other functions such as a sine wave may be used.

以上本発明を実施例により説明したが、本発明は本発明
の主旨に従い種々の変形が可能であり、本発明からこれ
らを排除するものではない。
Although the present invention has been described above using examples, the present invention can be modified in various ways according to the gist of the present invention, and these are not excluded from the present invention.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した襟に、本発明によれば、サーボ制御部をデ
ジタルサーボ制御部で構成し、サーボ特性判定機能を付
加しているので、最適サーボ定数をデジタルサーボ制御
部において自動設定することができるという効果を奏し
、外部の測定器を用いずにサーボ定数の最適設定が可能
となる。
According to the present invention, the servo control unit is configured with a digital servo control unit and a servo characteristic determination function is added to the collar described above, so that the optimum servo constant can be automatically set in the digital servo control unit. With this effect, it is possible to optimally set the servo constants without using an external measuring device.

即ち、サーボ定数の調整が自動的に行われるから、製品
出荷時には、人手による調整を要せず、出荷後も特性変
化に応じて自動的に調整が行われ、常に最適なサーボ定
数でサーボ制御が可能となり、サーボ制御系の信鎖性向
上及び31f]整の手間の軽減に寄与するところが大き
い。
In other words, since the servo constants are automatically adjusted, there is no need for manual adjustment at the time of product shipment, and even after shipment, adjustments are made automatically according to changes in characteristics, ensuring servo control with the optimal servo constants. This greatly contributes to improving the reliability of the servo control system and reducing the effort required for 31f] adjustment.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の原理説明図、 第2図は本発明の一実施例構成図、 第3図は第2図構成のサーボ制御演算処理説明図、 第4図は第2図構成のサーボ定数設定処理フロー図、 第5図は第4回におけるサーボ定数決定説明図、 第6図は従来技術の説明図である。 図中、1−制御対象、 4・・・デジタルサーボ制御部、 4a−−サーボ制御機能、 4b−サーボ特性判定機能。 FIG. 1 is a diagram explaining the principle of the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram of the servo control calculation process of the configuration shown in FIG. Figure 4 is a flow diagram of the servo constant setting process configured in Figure 2; Figure 5 is an explanatory diagram of servo constant determination in the 4th time, FIG. 6 is an explanatory diagram of the prior art. In the figure, 1-controlled object, 4...Digital servo control section, 4a--servo control function, 4b-Servo characteristic determination function.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 制御対象(1)と、 該制御対象(1)からの状態量が、フィードバックされ
、指令量と該状態量とを基に設定されたサーボ定数を用
いてサーボ制御演算を行い該制御対象(1)に制御量を
与えるデジタルサーボ制御部(4)とを含むサーボ制御
系において、該ディジタルサーボ制御部(4)は、所定
の測定用信号を発生し、該サーボ制御演算を行うととも
に該サーボ制御演算における所望の変数を観測して、該
サーボ制御系の特性を判定するサーボ特性判定機能を備
え、 該サーボ制御系の特性が良好となるような最適サーボ定
数を設定するようにしたことを 特徴とするサーボ制御系のサーボ定数設定方式。
[Claims] A controlled object (1) and a state quantity from the controlled object (1) are fed back, and a servo control calculation is performed using a servo constant set based on the command quantity and the state quantity. In the servo control system, the digital servo control unit (4) generates a predetermined measurement signal and performs the servo control calculation. and a servo characteristic determination function for determining the characteristics of the servo control system by observing desired variables in the servo control calculation, and setting optimal servo constants that will improve the characteristics of the servo control system. A servo constant setting method for a servo control system characterized by the following.
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WO1992014196A1 (en) * 1991-02-08 1992-08-20 Fanuc Ltd Gain scheduling

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