JPS6310443B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6310443B2 JPS6310443B2 JP53081368A JP8136878A JPS6310443B2 JP S6310443 B2 JPS6310443 B2 JP S6310443B2 JP 53081368 A JP53081368 A JP 53081368A JP 8136878 A JP8136878 A JP 8136878A JP S6310443 B2 JPS6310443 B2 JP S6310443B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- feedback
- control
- positioning
- quantities
- load
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 9
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 101000701286 Pseudomonas aeruginosa (strain ATCC 15692 / DSM 22644 / CIP 104116 / JCM 14847 / LMG 12228 / 1C / PRS 101 / PAO1) Alkanesulfonate monooxygenase Proteins 0.000 description 1
- 101000983349 Solanum commersonii Osmotin-like protein OSML13 Proteins 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、高速で安定な位置決め制御方式に関
するものである。
するものである。
周知のように、プリンタにおけるキヤリツジ、
その他の機構の位置決め制御においては、サーボ
モータやパルスモータ等の駆動側、あるいはキヤ
リツジ等の負荷側で速度,変位,電流等の状態量
のいくつかを検出し、その状態量をフイードバツ
クすることが行われるが、この際、フイードバツ
ク係数は定数とするのが従来の常である。しかる
に、このような制約においては、制御系を構成す
る上で融通性に乏しく、単一の制御方式だけでは
満足すべき位置決め動作を実現することができな
い。そこで、一般には制御域を速度制御域と変位
制御域に分け、二つの制御方式を切替えて、位置
決め動作を行わせる場合が多い。すなわち、速度
制御域ではあらかじめ設定した速度規準カーブに
モータあるいは負荷の速度をならわせる制御が行
われ、変位制御域ではモータあるいは負荷を所定
の位置に固定する制御が行われている。しかし、
このような制御方式でも、フイードバツク係数は
定数としているため、モータおよび負荷で構成さ
れる制御対象の動特性を十分に考慮した位置決め
制御をすることはできず、高速かつ安定な位置決
め動作を実現するには限界がある。
その他の機構の位置決め制御においては、サーボ
モータやパルスモータ等の駆動側、あるいはキヤ
リツジ等の負荷側で速度,変位,電流等の状態量
のいくつかを検出し、その状態量をフイードバツ
クすることが行われるが、この際、フイードバツ
ク係数は定数とするのが従来の常である。しかる
に、このような制約においては、制御系を構成す
る上で融通性に乏しく、単一の制御方式だけでは
満足すべき位置決め動作を実現することができな
い。そこで、一般には制御域を速度制御域と変位
制御域に分け、二つの制御方式を切替えて、位置
決め動作を行わせる場合が多い。すなわち、速度
制御域ではあらかじめ設定した速度規準カーブに
モータあるいは負荷の速度をならわせる制御が行
われ、変位制御域ではモータあるいは負荷を所定
の位置に固定する制御が行われている。しかし、
このような制御方式でも、フイードバツク係数は
定数としているため、モータおよび負荷で構成さ
れる制御対象の動特性を十分に考慮した位置決め
制御をすることはできず、高速かつ安定な位置決
め動作を実現するには限界がある。
本発明は叙上の事情に鑑みなされたもので、制
御対象の複数個の状態量に対応する複数個のフイ
ードバツク係数を、位置決め開始時刻からの経過
時間の関数として発生し、かつ状態量と該フイー
ドバツク係数との乗算によつて得られる複数個の
フイードバツク量の総和を制御入力とし、現代制
御論理に基づいた最小エネルギー位置決め制御を
フイードバツク系として実現し、その結果、高速
かつ安定な位置決め制御方式を実現するにある。
以下、図面により本発明の内容を詳細に説明す
る。
御対象の複数個の状態量に対応する複数個のフイ
ードバツク係数を、位置決め開始時刻からの経過
時間の関数として発生し、かつ状態量と該フイー
ドバツク係数との乗算によつて得られる複数個の
フイードバツク量の総和を制御入力とし、現代制
御論理に基づいた最小エネルギー位置決め制御を
フイードバツク系として実現し、その結果、高速
かつ安定な位置決め制御方式を実現するにある。
以下、図面により本発明の内容を詳細に説明す
る。
第1図は本発明の一実施例であつて、サーボモ
ータ1によつて一自由度の振動特性をもつ負荷2
を駆動して、負荷2およびサーボモータ1の絶対
回転角θnおよびθlを座標原点に位置決めする場合
の構成例である。図において、モータ1と負荷2
で構成される制御対象の状態量として、モータ1
および負荷2の回転速度ωn,ωlとモータ1の駆
動電流iがアナログ量として、又、モータ1およ
び負荷2の相対回転角θn′,θl′がデイジタル量
(パルス列)として検出される。アナログ量であ
る回転速度ωn,ωlと電流iはそれぞれサンプ
ル・ホールド回路SH3によつてサンプリングさ
れ且つ次のサンプリング時点までホールドされた
後、アナログ・デイジタル変換器A/D4によつ
てデイジタル量に変換され、レジスタR5を経て
乗算器M6に送られる。デイジタル量である相対
回転角θn′,θl′はそれぞれフイルタF7によつて
パルス整形処理された後、カウンタC8を動作し
て該カウンタの内容をその時点の絶対回転角θn,
θlに変換する。各カウンタ8の内容はレジスタR
5を経て乗算器M6に送られる。カウンタ8に対
する初期設定は初期回転角設定部14から与えら
れる。
ータ1によつて一自由度の振動特性をもつ負荷2
を駆動して、負荷2およびサーボモータ1の絶対
回転角θnおよびθlを座標原点に位置決めする場合
の構成例である。図において、モータ1と負荷2
で構成される制御対象の状態量として、モータ1
および負荷2の回転速度ωn,ωlとモータ1の駆
動電流iがアナログ量として、又、モータ1およ
び負荷2の相対回転角θn′,θl′がデイジタル量
(パルス列)として検出される。アナログ量であ
る回転速度ωn,ωlと電流iはそれぞれサンプ
ル・ホールド回路SH3によつてサンプリングさ
れ且つ次のサンプリング時点までホールドされた
後、アナログ・デイジタル変換器A/D4によつ
てデイジタル量に変換され、レジスタR5を経て
乗算器M6に送られる。デイジタル量である相対
回転角θn′,θl′はそれぞれフイルタF7によつて
パルス整形処理された後、カウンタC8を動作し
て該カウンタの内容をその時点の絶対回転角θn,
θlに変換する。各カウンタ8の内容はレジスタR
5を経て乗算器M6に送られる。カウンタ8に対
する初期設定は初期回転角設定部14から与えら
れる。
一方、ミニコンMC9のメモリには予め各状態
量i,ωn,ωl,θn,θlに対するフイードバツク係
数Ki,K〓n,Knl,K〓n,K〓lが位置決め開始時刻
からの経過時間の関数として、データテーブルの
形で与えられており、該ミニコンは制御回路(図
示せず)からのクロツク信号にしたがつて、その
時点のフイードバツク係数を各乗算器M6に送り
出す。各乗算器M6は状態量とフイードバツク係
数の積として各状態量に対するフイードバツク量
を決定し、加算器A10は各フイードバツク量の
総和として制御入力を決定する。このデイジタル
量として得られた制御入力はレジスタR11を経
て、デイジタル・アナログ変換器D/A12でア
ナログ量に変換され、パワー・アンプPA13で
増幅された後、モータ1を駆動する。
量i,ωn,ωl,θn,θlに対するフイードバツク係
数Ki,K〓n,Knl,K〓n,K〓lが位置決め開始時刻
からの経過時間の関数として、データテーブルの
形で与えられており、該ミニコンは制御回路(図
示せず)からのクロツク信号にしたがつて、その
時点のフイードバツク係数を各乗算器M6に送り
出す。各乗算器M6は状態量とフイードバツク係
数の積として各状態量に対するフイードバツク量
を決定し、加算器A10は各フイードバツク量の
総和として制御入力を決定する。このデイジタル
量として得られた制御入力はレジスタR11を経
て、デイジタル・アナログ変換器D/A12でア
ナログ量に変換され、パワー・アンプPA13で
増幅された後、モータ1を駆動する。
このような構成になつているから、制御系のフ
イードバツク係数を位置決め開始時刻からの経過
時間の関数とし、かつモータ1の制御入力をフイ
ードバツク量だけから構成することができる。
イードバツク係数を位置決め開始時刻からの経過
時間の関数とし、かつモータ1の制御入力をフイ
ードバツク量だけから構成することができる。
第1図に示す一自由度振動負荷に対する最適な
制御方式の一例を以下に示す。今、静止している
負荷2を角度θ0だけ移動しT時間後にほとんど停
止させ、かつ、この間のモータ1の消費電力平均
値(消費エネルギー)を最小にしようとする場合
を考えると、モータ回路のインダクタンスが小さ
い場合、たとえば第2図aに示すような電圧入力
を与えれば、負荷は第2図bに示すように運動
し、T時間後、θ0−Δθ0(Δθ0は微少量)だけ回転
し、微少な角速度Δω0に達することが現代制御理
論に基づく解析によつて明らかにされる。第2図
aで、Jnはモータの慣性モーメント、KTはモー
タのトルク定数、Rはモータの巻線抵抗である。
制御方式の一例を以下に示す。今、静止している
負荷2を角度θ0だけ移動しT時間後にほとんど停
止させ、かつ、この間のモータ1の消費電力平均
値(消費エネルギー)を最小にしようとする場合
を考えると、モータ回路のインダクタンスが小さ
い場合、たとえば第2図aに示すような電圧入力
を与えれば、負荷は第2図bに示すように運動
し、T時間後、θ0−Δθ0(Δθ0は微少量)だけ回転
し、微少な角速度Δω0に達することが現代制御理
論に基づく解析によつて明らかにされる。第2図
aで、Jnはモータの慣性モーメント、KTはモー
タのトルク定数、Rはモータの巻線抵抗である。
又、この時、電圧入力Eは各状態量θn,θl,
ωn,ωlに時間的に変化するフイードバツク係数
K〓n,K〓l,K〓n,K〓lを乗じたものゝ和として、
次式 E=K〓n・θn+K〓l・θl+K〓n・ωn+K〓l・ωl
…(1) のように与えられることが現代制御理論によつて
示されている。K〓n,K〓l,K〓n,K〓lはそれぞれ、 K〓n=−JnR/2KTT2・r〓n …(2) K〓l=−JnR/2KTT2・r〓l …(3) K〓n=−JnR/2KTT・r〓n …(4) K〓l=−JnR/2KTT・r〓l …(5) で表わされ、第3図に示すように時間的に変化す
る値である。
ωn,ωlに時間的に変化するフイードバツク係数
K〓n,K〓l,K〓n,K〓lを乗じたものゝ和として、
次式 E=K〓n・θn+K〓l・θl+K〓n・ωn+K〓l・ωl
…(1) のように与えられることが現代制御理論によつて
示されている。K〓n,K〓l,K〓n,K〓lはそれぞれ、 K〓n=−JnR/2KTT2・r〓n …(2) K〓l=−JnR/2KTT2・r〓l …(3) K〓n=−JnR/2KTT・r〓n …(4) K〓l=−JnR/2KTT・r〓l …(5) で表わされ、第3図に示すように時間的に変化す
る値である。
したつて、本発明による位置決め制御方式を用
いれば、フイードバツク係数が時間的に可変であ
り、かつフイードバツク量の総和として制御入力
が構成されるので、上記の最小エネルギー位置決
め制御系をフイードバツク系として実現できる。
すなわち、負荷系の振動特性を考慮にいれた最小
エネルギー制御系がフイードバツク系として構成
できるので、外乱に強く、かつ、負荷の振動の少
ない高速な位置決めを実現することができる。
いれば、フイードバツク係数が時間的に可変であ
り、かつフイードバツク量の総和として制御入力
が構成されるので、上記の最小エネルギー位置決
め制御系をフイードバツク系として実現できる。
すなわち、負荷系の振動特性を考慮にいれた最小
エネルギー制御系がフイードバツク系として構成
できるので、外乱に強く、かつ、負荷の振動の少
ない高速な位置決めを実現することができる。
以上説明したように、本発明による位置決め制
御方式によれば、フイードバツク係数を位置決め
開始時刻からの経過時間の関数として発生し、か
つ、これらのフイードバツク係数と状態量を乗算
したフイードバツク量の総和として制御入力を与
えるため、負荷動特性に対応した任意の制御入力
が得られるうえ、制御入力はフイードバツク量の
和のみで構成される。したがつて、最小エネルギ
ー位置決め制御をフイードバツク系として実現で
きるので、外乱等に安定で、かつ負荷の振動が少
ない高速な位置決めを行うことができる。
御方式によれば、フイードバツク係数を位置決め
開始時刻からの経過時間の関数として発生し、か
つ、これらのフイードバツク係数と状態量を乗算
したフイードバツク量の総和として制御入力を与
えるため、負荷動特性に対応した任意の制御入力
が得られるうえ、制御入力はフイードバツク量の
和のみで構成される。したがつて、最小エネルギ
ー位置決め制御をフイードバツク系として実現で
きるので、外乱等に安定で、かつ負荷の振動が少
ない高速な位置決めを行うことができる。
第1図は本発明による位置決め制御方式の一実
施例を示す図、第2図及び第3図は本発明による
最適制御の一例を説明するための図である。 1…サーボモータ、2…一自由度振動負荷、3
…サンプル・ホールド回路、4…A/D変換器、
5…レジスタ、6…乗算器、7…フイルタ、8…
カウンタ、9…ミニコン、10…加算器、11…
レジスタ、12…D/A変換器、13…パワー・
アンプ。
施例を示す図、第2図及び第3図は本発明による
最適制御の一例を説明するための図である。 1…サーボモータ、2…一自由度振動負荷、3
…サンプル・ホールド回路、4…A/D変換器、
5…レジスタ、6…乗算器、7…フイルタ、8…
カウンタ、9…ミニコン、10…加算器、11…
レジスタ、12…D/A変換器、13…パワー・
アンプ。
Claims (1)
- 1 制御対象の速度、変位、電流等の複数個の状
態量を検出し、これら状態量をフイードバツクし
て位置決め制御を行う方式において、前記複数個
の状態量に対応する複数個のフイードバツク係数
を位置決め開始時刻からの経過時間の関数として
発生し、各状態量と対応するフイードバツク係数
とをそれぞれ乗算して複数個のフイードバツク量
を得、これらフイードバツク量の総和を制御入力
とし制御対象に与えることを特徴徴する位置決め
制御方式。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8136878A JPS559264A (en) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | Control system for positioning |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8136878A JPS559264A (en) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | Control system for positioning |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS559264A JPS559264A (en) | 1980-01-23 |
JPS6310443B2 true JPS6310443B2 (ja) | 1988-03-07 |
Family
ID=13744364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8136878A Granted JPS559264A (en) | 1978-07-04 | 1978-07-04 | Control system for positioning |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS559264A (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56124916A (en) * | 1980-03-06 | 1981-09-30 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Positioning control system |
FR2520133A1 (fr) * | 1982-01-19 | 1983-07-22 | Potain Sa | Equipement pour la reduction des effets dynamiques dans la commande en rotation d'un element horizontal de grande inertie |
JPS5977521A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-04 | Hitachi Ltd | 物体操作装置 |
JPS59100903A (ja) * | 1982-12-01 | 1984-06-11 | Hitachi Ltd | 産業用ロボツトのサ−ボ制御装置 |
JPH0715159B2 (ja) * | 1987-07-24 | 1995-02-22 | 日本鋼管株式会社 | 電解槽内の蛇行追従制御装置 |
JP4614873B2 (ja) * | 2005-12-07 | 2011-01-19 | 京セラミタ株式会社 | モータ制御装置及び画像形成装置 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5129419A (ja) * | 1974-04-03 | 1976-03-12 | Montedison Spa | |
JPS5263577A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Positioning control system |
-
1978
- 1978-07-04 JP JP8136878A patent/JPS559264A/ja active Granted
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5129419A (ja) * | 1974-04-03 | 1976-03-12 | Montedison Spa | |
JPS5263577A (en) * | 1975-11-20 | 1977-05-26 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Positioning control system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS559264A (en) | 1980-01-23 |
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