JPS63156206A - Servo controller - Google Patents

Servo controller

Info

Publication number
JPS63156206A
JPS63156206A JP30282486A JP30282486A JPS63156206A JP S63156206 A JPS63156206 A JP S63156206A JP 30282486 A JP30282486 A JP 30282486A JP 30282486 A JP30282486 A JP 30282486A JP S63156206 A JPS63156206 A JP S63156206A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
digital
analog
signal
switch
servo
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.)
Pending
Application number
JP30282486A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidenori Sekiguchi
英紀 関口
Fumio Tabata
文夫 田畑
Yuji Sakata
裕司 阪田
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
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP30282486A priority Critical patent/JPS63156206A/en
Publication of JPS63156206A publication Critical patent/JPS63156206A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Control Of Position Or Direction (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve the positioning precision and eliminate unnecessary oscillation due to steady disturbance by providing a switch, which selects a digital servo system or an analog servo system, and a switch changeover control circuit. CONSTITUTION:A switch 23 is switched to select a digital servo system 31 by a switch changeover control circuit 25 until the difference between the command value which a function generating part 41 designates based on a target value and the present value of a control object 11 is within a minimum pulse interval of digital pulses DP, and the switch 23 is switched to select an analog servo system 32 after said difference is within the minimum pulse interval for a prescribed time, and the control object 11 is servo-controlled in this manner. Thus, a high positioning precision is obtained by the digital servo control until the object reaches the target position, and the control is quickly converged and oscillation is eliminated by the analog servo control after the object approaches the target position.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 第1の正弦波状信号と、これに対し90”位相のずれた
第2の正弦波状信号とを出力するエンコーダを用いたサ
ーボ制御装置であって、前記第1および第2の正弦波状
信号よりディジタルパルスを形成しこれを用いてサーボ
制御を行うディジタルサーボ系と、前記第1および第2
の正弦波状信号を加算および減算した信号を処理して隣
接する前記ディジタルパルス間を一定の傾斜をもって直
線的に変化するアナログ位置信号を形成しこれを用いて
サーボ制御を行うアナログサーボ系とを備え、制御偏差
が、前記ディジタルパルスの最小パルス間隔内に入るま
ではディジタルサーボ系を動作させ、制御偏差がその最
小パルス間隔内に連続的に入る状態になってからアナロ
グサーボ系を動作させることにより、目標位置の位置決
め精度を向上させると同時に、目標位置への収束を迅速
にし、かつ目標値1での不要振動を排除する。
Detailed Description of the Invention [Summary] A servo control device using an encoder that outputs a first sinusoidal signal and a second sinusoidal signal having a phase shift of 90” with respect to the first sinusoidal signal, the a digital servo system that forms digital pulses from first and second sinusoidal signals and performs servo control using the digital pulses;
an analog servo system that processes a signal obtained by adding and subtracting the sinusoidal signals of the above to form an analog position signal that changes linearly with a constant slope between adjacent digital pulses, and performs servo control using this signal. , by operating the digital servo system until the control deviation falls within the minimum pulse interval of the digital pulses, and operating the analog servo system after the control deviation continuously falls within the minimum pulse interval. , improves the positioning accuracy of the target position, speeds up convergence to the target position, and eliminates unnecessary vibrations at the target value 1.

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

本発明はサーボ制御装置に関する。 The present invention relates to a servo control device.

ロボットあるいはNC工作機械等の分野においてサーボ
制御装置は必要不可欠な構成要素であり、このサーボ制
御装置の性能如何がロボットあるいはNC工作機械等の
性能の良否を決定する。一般にサーボ制御の形態として
はアナログ制御とディジタル制御に大別されるがそれぞ
れに一長一短がある。本発明はアナログ制御とディジタ
ル制御の混合形サーボ制御装置を提案する。
A servo control device is an essential component in the field of robots or NC machine tools, and the performance of this servo control device determines the quality of the performance of the robot or NC machine tool. In general, servo control is broadly classified into analog control and digital control, each of which has its advantages and disadvantages. The present invention proposes a mixed type servo control device of analog control and digital control.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

第5図はディジタル制御形の従来のサーボ制御装置の一
例を示すブロック図である。サーボ制御装置10におい
て、11は制御対象、例えばDCモータであり、これに
連動してエンコーダ12が設けられる。エンコーダ12
は2つの信号、すなわち第1の正弦波状信号S1と第2
の正弦波状信号S2とを送出し、ディジタルパルス発生
器13にてディジタルパルスDPに変換される。このデ
ィジタルパルスDPはディジタルサーボ制御器14に印
加され、ディジタルサーボ制御出力を制御対象11に与
え、目標位置まで導(。なお、信号SlおよびS2の詳
細は後述する。
FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional digitally controlled servo control device. In the servo control device 10, 11 is a controlled object, for example, a DC motor, and an encoder 12 is provided in conjunction with this. Encoder 12
is composed of two signals, a first sinusoidal signal S1 and a second sinusoidal signal S1.
The digital pulse generator 13 sends out a sinusoidal signal S2, which is converted into a digital pulse DP by the digital pulse generator 13. This digital pulse DP is applied to the digital servo controller 14, which gives a digital servo control output to the controlled object 11 and guides it to the target position (the details of the signals Sl and S2 will be described later).

第6図はアナログ制御形の従来のサーボ制御装置の一例
を示すブロック図である。なお、全図を通じて、同様の
構成要素には同一の参照番号あるいは記号を付して示す
、サーボ制御装置20において、エンコーダ12からの
第1の正弦波状信号Slおよび第2の正弦波状信号S2
は、ディジタルパルス発生器13でディジタルパルスD
Pに変換されたのち、カウンタ14にてインクリメント
(歩進)される。さらに目標値(目標位置を指定するデ
ィジタルデータ)と現在値との偏差がとられたのち、デ
ィジタル/アナログ変換器15にてアナログ信号となる
。このアナログ信号は階段状に変化する信号であるので
、これを円滑化する必要がある。そこで、第1および第
2の信号S1およびS2を加算器16で加算し、減算器
17で減算したのち、アナログ位置信号発生器18に加
え、ここでディジタルパルスDP間を一定の傾斜をもっ
て直線的に変化するアナログ位置信号APを生成する。
FIG. 6 is a block diagram showing an example of a conventional analog control type servo control device. Note that in the servo control device 20, the same components are shown with the same reference numerals or symbols throughout the drawings, and the first sinusoidal signal Sl and the second sinusoidal signal S2 from the encoder 12 are
The digital pulse generator 13 generates a digital pulse D.
After being converted to P, the counter 14 increments (steps). Furthermore, after the deviation between the target value (digital data specifying the target position) and the current value is determined, the digital/analog converter 15 converts it into an analog signal. Since this analog signal is a signal that changes stepwise, it is necessary to smooth it out. Therefore, the first and second signals S1 and S2 are added by an adder 16 and subtracted by a subtracter 17, and then added to an analog position signal generator 18, where a linear signal is generated with a constant slope between the digital pulses DP. An analog position signal AP that changes as follows is generated.

そしてこのアナログ位置信号APを、変換器15からの
前記階段状の信号に重畳し、滑らかなアナログ波形とす
る。これをアナログサーボ制御器19を介して制御対象
11に加え目標位置まで導く。
This analog position signal AP is then superimposed on the step-like signal from the converter 15 to form a smooth analog waveform. This is added to the controlled object 11 via the analog servo controller 19 and guided to the target position.

上述したディジタル形のサーボ制御装置1oとアナログ
形のサーボ制御装置20とを比較すると、次の点でディ
ジタル形の装置10の方がアナログ形の装置20より優
れている。
When the digital servo control device 1o and the analog servo control device 20 described above are compared, the digital device 10 is superior to the analog device 20 in the following points.

(イ)目標位置に対してディジタル的にアクセスするの
で位置決め精度が高い。
(b) Positioning accuracy is high because the target position is accessed digitally.

(ロ)アナログ形の装置20は演算増幅器を主体として
構成されるため、オフセット、ドリフト等の問題が生じ
これを調整するための作業が煩雑であるという不都合が
あるが、このような不都合はディジタル形の装置10に
はない。
(b) Since the analog type device 20 is mainly composed of an operational amplifier, it has the disadvantage that problems such as offset and drift occur and the work to adjust them is complicated. It is not present in the shaped device 10.

(ハ)ソフトウェアあるいは専用の■cによる関数発生
器を導入して種々の制御上のバリエーションを容易に実
現できる。
(c) Various control variations can be easily realized by introducing a function generator using software or a dedicated (c) function generator.

(ニ)ソフトウェアの変更のみで簡単にサーボ制御系の
変更ができる。
(d) The servo control system can be easily changed just by changing the software.

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

ディジタル形のサーボ制御装置10は、上述の点でアナ
ログ形のものより優れている。ところがディジタル形の
サーボ制御装置10では、ディジタルパルスを基本単位
として制御されるので、いわゆる量子化誤差が不可避で
ある。このため、目標位置に相当するディジタルパルス
とこれに隣接(左右ある)するディジタルパルスの間で
は最早制御不能である。また、この最小パルス間隔(分
解能が定まる)内では制御対象11がどこにいるかも分
からない。このため、制御対象11が何らかの要因でシ
フトしその最小パルス間隔外に出たとき初めて、目標位
置からの逸脱が検出され(パルスが発生する)、また元
へ引き戻そうとする制御が起動される。
The digital type servo controller 10 is superior to the analog type in the above-mentioned respects. However, since the digital servo control device 10 is controlled using digital pulses as a basic unit, so-called quantization errors are inevitable. Therefore, control is no longer possible between the digital pulse corresponding to the target position and the digital pulses adjacent thereto (on the left and right). Moreover, within this minimum pulse interval (resolution is determined), it is not known where the controlled object 11 is. Therefore, only when the controlled object 11 shifts for some reason and goes out of the minimum pulse interval, deviation from the target position is detected (a pulse is generated), and control to return it to its original position is activated.

一般に上述した逸脱は起こり難い。なぜなら、制御対象
が本来的に有する機械的摩擦(例えば軸受摩擦)等によ
り、一旦目標位置に停止した制御対象は、外力がない限
りそこから離れることはない。ところが近年、サーボ制
御系の応答の改善が一層強く要求されるようになり、上
記機械的摩擦等はほぼ零に近くなる傾向にある。そうす
ると、制御対象11は最小パルス間隔内に落ち着いても
そこから簡単に逸脱し、また引き戻されるという動作を
繰り返し、振動となって現れる。このような振動は、制
御対象がDCモータであるとモータの発熱をもたらすと
ともに、騒音となり、かつまた精密な運搬作業、加工作
業等の障害となる、という問題を生じさせる。
In general, the deviations mentioned above are unlikely to occur. This is because, due to the inherent mechanical friction (for example, bearing friction) of the controlled object, once the controlled object has stopped at the target position, it will not leave there unless there is an external force. However, in recent years, there has been a strong demand for improvement in the response of servo control systems, and the above-mentioned mechanical friction etc. tends to be close to zero. In this case, even if the controlled object 11 settles within the minimum pulse interval, it easily deviates from it and is pulled back again, which is repeated, resulting in vibration. When the object to be controlled is a DC motor, such vibration causes the motor to generate heat, generates noise, and also becomes a hindrance to precise transportation work, processing work, etc.

本発明はこのような点に鑑みなされたものであり、ディ
ジタルサーボの位置決め精度の良さを維持しつつ、目標
位置での有害な振動をも排除し得るサーボ制御装置を提
案することを目的とする。
The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to propose a servo control device that can eliminate harmful vibrations at a target position while maintaining good positioning accuracy of a digital servo. .

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

第1図は本発明に係るサーボ制御装置の原理ブロック図
である。サーボ制御装置30においてはスイッチ23が
設けられ、スイッチ23の一端はディジタルサーボ系(
13、21) 31と接続し、その他端はアナログサー
ボ系(16、17、18、22) 32と接続する。2
1は、内部に少なくとも関数発生部41を有するディジ
タルサーボ制御器、22はアナログサーボ制御器である
。これら制御器21 、22からの出力を、スイッチ2
3でいつ切り換えるかは、スイッチ切換制御回路25に
よって決定される。
FIG. 1 is a principle block diagram of a servo control device according to the present invention. A switch 23 is provided in the servo control device 30, and one end of the switch 23 is connected to a digital servo system (
13, 21) 31, and the other end is connected to the analog servo system (16, 17, 18, 22) 32. 2
1 is a digital servo controller having at least a function generating section 41 therein, and 22 is an analog servo controller. The outputs from these controllers 21 and 22 are connected to the switch 2
3 is determined by the switch changeover control circuit 25.

〔作 用〕[For production]

関数発生部41が、目標値に基づいて指定する指令値と
制御対象11の現在値との差、すなわち制御偏差が、デ
ィジタルパルスDPの最小パルス間隔内に入るまでは、
スイッチ23を上側接点につなぎ、ディジタルサーボ系
で制御対象11をサーボ制御し、前記制御偏差が該最小
パルス間隔内に所定時間連続して入った後は、スイッチ
23を下側接点につなぎ、アナログサーボ系で制御対象
11をサーボ制御する。これにより、目標位置までの到
達はディジタルサーボ制御により高い位置決め精度で行
われ、目標位置に近接した後はここに迅速に収束すると
ともにアナログサーボ制御により、既述の有害な振動を
排除する。
Until the difference between the command value specified by the function generator 41 based on the target value and the current value of the controlled object 11, that is, the control deviation, falls within the minimum pulse interval of the digital pulses DP,
The switch 23 is connected to the upper contact, and the controlled object 11 is servo-controlled by the digital servo system. After the control deviation is continuously within the minimum pulse interval for a predetermined time, the switch 23 is connected to the lower contact, and the analog The control object 11 is servo-controlled by a servo system. As a result, the target position is reached with high positioning accuracy by digital servo control, and after approaching the target position, it is quickly converged there, and the harmful vibrations mentioned above are eliminated by analog servo control.

〔実施例〕〔Example〕

第2図は本発明に係るサーボ制御装置の具体例を示す図
である。また第3図は第2図の各部に現れる信号の波形
図であり、両図を参照して以下説明する。まずエンコー
ダ(E)12からの第1および第2の正弦波状信号S1
およびs2は第3図の(1)および(2)欄にそれぞれ
示すとおりであり、相互に90°位相がずれている。エ
ンコーダ12は例えば円板からなり制御対象11内のモ
ータ(M) 112に連動して回転する。その円板の円
周に沿って多数のスリットからなる第1のスリット群が
等間隔で設けられ、対応するホトカプラ(スリットを挾
むように配置される)より第1の正弦波状信号S1を得
る。その円板にはさらに第2のスリット群が、前記第1
のスリット群より若干円板の中心寄りに、しかも第1の
スリット群の各スリットに対して角度をずらして設けら
れ、対応するホトカプラより第2の正弦波状信号s2を
得る。これらの信号St、S2はディジタルパルス発生
器13内の第1のコンパレータ(CMP) 131およ
び第2のコンパレータ(CMP) 132にそれぞれ印
加され、矩形波信号P1およびP2に変換される(第3
図の(3)および(4)欄)。矩形波信号P1、P2は
位相判別器134に印加され、第3図(6)IMに示す
ディジタルパルスDP(最小パルス間隔MIN)に変換
されるとともに、これら信号P1とP2の相互の位相を
見て、モータ112が正転中か逆転中かを判別する。例
えばPlがP2より先に現れれば正転中、逆なら逆転中
である。
FIG. 2 is a diagram showing a specific example of the servo control device according to the present invention. Further, FIG. 3 is a waveform diagram of signals appearing in each part of FIG. 2, and the following description will be made with reference to both figures. First, the first and second sinusoidal signals S1 from the encoder (E) 12
and s2 are as shown in columns (1) and (2) of FIG. 3, respectively, and are out of phase with each other by 90°. The encoder 12 is made of, for example, a disk, and rotates in conjunction with a motor (M) 112 within the controlled object 11. A first slit group consisting of a large number of slits is provided at equal intervals along the circumference of the disk, and a first sinusoidal signal S1 is obtained from a corresponding photocoupler (arranged to sandwich the slits). A second group of slits is further provided in the disk, and a second group of slits
The first slit group is provided slightly closer to the center of the disk than the first slit group, and at an angle shifted from each slit in the first slit group, and a second sine wave signal s2 is obtained from the corresponding photocoupler. These signals St and S2 are respectively applied to a first comparator (CMP) 131 and a second comparator (CMP) 132 in the digital pulse generator 13, and are converted into rectangular wave signals P1 and P2 (the third
(Columns (3) and (4) in the figure). The rectangular wave signals P1 and P2 are applied to the phase discriminator 134, where they are converted into digital pulses DP (minimum pulse interval MIN) shown in FIG. 3 (6) IM, and the mutual phases of these signals P1 and P2 are checked. Then, it is determined whether the motor 112 is rotating in the forward direction or in the reverse direction. For example, if Pl appears before P2, it means that the motor is rotating in the normal direction, and if Pl appears before P2, it means that the motor is rotating in the reverse direction.

正転中ならば、ディジタルパルスDPにより、ディジタ
ルサーボ制御器21内のカウンタ211をカウントアツ
プし、一方、逆転中ならばカウントダウンする。カウン
タ211のカウント値はマイクロプロセッサ(MP[I
) 212に転送され、ここで目標値と現在値との偏差
が演算される。マイクロプロセッサ212は、関数発生
部41 (通常はソフトウェア処理で実現するが、ハー
ドウェアで構成してもよい)と、通常のP I D (
Proportional IntegralDiff
erentia1)形の補償器42(ソフトウェアでも
ハードウェアでも可)と、後に説明する制御偏差検出部
43とを含んでなる。上記の目標値と現在値(ディジタ
ルパルスDPに基づきカウンタ211より得られる)と
の偏差は、実際には、関数発生器41により指定された
指令値(第4図(A)の指令値カーブC1参照)と現在
値(第4図(A)の現在値カーブC2参照)との差、す
なわち制御偏差(第4図(C)の制御偏差ER参照)と
して、補償器42に加えられディジタル/アナログ(D
/A)変換器213でアナログ制御信号に直した後、ス
イッチ23を経由して(スイッチ23は今、上側接点に
ある)、制御対象11内のパワーアンプ(AMP)11
1に加えられ、モータ112を目標位置へ導く。
If the rotation is in the normal direction, the counter 211 in the digital servo controller 21 is counted up by the digital pulse DP, while if it is in the reverse rotation, the counter 211 is counted down. The count value of the counter 211 is calculated by the microprocessor (MP[I
) 212, where the deviation between the target value and the current value is calculated. The microprocessor 212 includes a function generator 41 (usually realized by software processing, but may also be configured by hardware) and a normal PID (
Proportional Integral Diff
erentia1) type compensator 42 (which can be software or hardware) and a control deviation detection section 43, which will be described later. The deviation between the above target value and the current value (obtained from the counter 211 based on the digital pulse DP) is actually the command value specified by the function generator 41 (command value curve C1 in FIG. 4(A)). The difference between the current value (see current value curve C2 in FIG. 4(A)), that is, the control deviation (see control deviation ER in FIG. 4(C)), is added to the compensator 42 and is added to the digital/analog (D
/A) After converting it into an analog control signal with the converter 213, it is transmitted to the power amplifier (AMP) 11 in the controlled object 11 via the switch 23 (the switch 23 is now in the upper contact).
1 to guide the motor 112 to the target position.

かくして指令値カーブC1に案内されて目標値まで到達
すると、ライン214およびライン215からの信号を
受けて動作するスイッチ切換制御回路25は、スイッチ
23の接点を下側接点へ切り換える。ここに制御はディ
ジタルサーボ系31からアナログサーボ系32へと切り
換えられる。一般にサーボ制御では目標値近傍でオーバ
ーシュートを伴う。このオーバーシュートの状態で、ア
ナログサーボ系32へ即座に切り換えると、2つの不都
合が伴う。第1は、第3図を参照して説明するアナログ
サーボ制御のもとではディジタルサーボ制御の場合に比
べ制動力が弱く、迅速に目標位置に収束しないこと。な
ぜなら、その制動力を強くすると発振が生じてしまうか
らである。第2は、第3図を参照して説明するアナログ
サーボ制御のもとでは、オーバーシュートに入る際に、
むしろこのオーバーシュートを助長する力が働いてしま
うからである(第3図(9)欄の目標位置DSの左側で
は、オーバーシュートを助長する力eが働き、DSを超
えた後でないとこのオーバーシュートを抑制する力eが
働かない)。
When the target value is reached as guided by the command value curve C1, the switch changeover control circuit 25, which operates in response to signals from lines 214 and 215, switches the contact of the switch 23 to the lower contact. Here, control is switched from the digital servo system 31 to the analog servo system 32. Generally, servo control involves overshoot near the target value. Immediately switching to the analog servo system 32 in this overshoot state will result in two inconveniences. First, under the analog servo control described with reference to FIG. 3, the braking force is weaker than in the case of digital servo control, and the braking force does not quickly converge to the target position. This is because if the braking force is increased, oscillation will occur. Second, under analog servo control, which will be explained with reference to FIG. 3, when entering overshoot,
In fact, this is because a force that promotes this overshoot acts (on the left side of the target position DS in column (9) of Fig. 3, a force e that promotes the overshoot acts, and the force e that promotes the overshoot acts only after exceeding DS). (The force e that suppresses the shoot does not work).

そこで、スイッチ切換制御回路25を設け、オーバーシ
ュートにある状態のもとでは引き続きディジタルサーボ
系31に制御を任せ、その状態を脱したと判断した後に
アナログサーボ系32に切り換えることとする。この制
御回路25の動作は後述する。
Therefore, a switch changeover control circuit 25 is provided to continue to leave control to the digital servo system 31 under an overshoot condition, and to switch to the analog servo system 32 after determining that the condition has been overcome. The operation of this control circuit 25 will be described later.

アナログサーボ系32の初段では、第1および第2の正
弦波状信号St、S2を入力として、両者の加算(S1
+S2)および減算(Sl −S2)を行う。
The first stage of the analog servo system 32 inputs the first and second sinusoidal signals St and S2, and adds them together (S1
+S2) and subtraction (Sl -S2).

これらは加算器16および減算器17で行われ、加算信
号P4および減算信号P5(第3図の(7)および(8
)欄)を得る。なお、S1+32は5in(θ+45°
)であることから、Slより45゜進みの信号P4とな
り、一方、5L−32は、sinθ−cosθ= −5
in (θ−45°)より、f丁 Slより45°遅れの信号P5となる。これらの信号P
4およびP5はそれぞれのスロープ部分が利用されるの
で、第3図の(7)および(8)欄では、各スロープ部
分を太線で表す。このスロープ部分は、傾きが対称的に
交互に変化するので、これらのスロープ部分を全て一方
向に揃え第3図(9)欄の如き波形を得る。これがアナ
ログ位置信号APとなる。この信号APは、ディジタル
パルスDPの最小パルス間隔(M I N)間を一定の
傾斜をもって直線的に変化する信号である。
These are performed by an adder 16 and a subtracter 17, and an addition signal P4 and a subtraction signal P5 ((7) and (8) in FIG.
) column). Note that S1+32 is 5 inches (θ+45°
), the signal P4 leads Sl by 45 degrees, while 5L-32 has sinθ-cosθ=-5
in (θ-45°), the signal P5 is delayed by 45° from f-th Sl. These signals P
4 and P5, each slope portion is used, so in columns (7) and (8) of FIG. 3, each slope portion is represented by a thick line. Since the slope portions alternately change symmetrically in slope, all these slope portions are aligned in one direction to obtain a waveform as shown in column (9) of FIG. 3. This becomes the analog position signal AP. This signal AP is a signal that changes linearly with a constant slope between the minimum pulse intervals (M I N ) of the digital pulses DP.

加算信号P4と減算信号P5の各スロープ部分が、アナ
ログ位置信号APに変換されるのは、排他的論理和(E
XOR)ゲート24とセレクタ181と反転非反転器1
82の働きによる。まずEXORゲート24の出力P3
は第3図の(5)欄のようになる。
Each slope portion of the addition signal P4 and the subtraction signal P5 is converted into an analog position signal AP by exclusive OR (E
XOR) gate 24, selector 181, and inverting non-inverting device 1
Due to the function of 82. First, the output P3 of the EXOR gate 24
is as shown in column (5) in Figure 3.

ここで信号PI、P2および出力P3を見比べると、信
号P2が“H″(high)レベルでかつ出力P3がH
レベルのときは信号P4のスロープ部分を反転させ、信
号P2がHレベルでかつ出力P3がL″(low)  
レベルのときは信号?5のスロープ部分を反転させれば
、信号APの如く全て傾きが揃うことが分かる。そこで
、セレクタ181にて、信号P4またはP5の各スロー
プ部分を選択し、さらに、反転非反転器182にて、信
号P2が“H”レベルとなる毎にスロープ部分の反転を
行う。
Comparing signals PI, P2, and output P3, it is found that signal P2 is at "H" (high) level and output P3 is at H level.
When the level is high, the slope part of the signal P4 is inverted, and the signal P2 is H level and the output P3 is L'' (low).
Is it a signal when it's level? It can be seen that if the slope portions of 5 are inverted, all the slopes become the same as in the signal AP. Therefore, the selector 181 selects each slope portion of the signal P4 or P5, and the inverting/non-inverting device 182 inverts the slope portion each time the signal P2 becomes "H" level.

かくして得られたアナログ位置信号APをもとにアナロ
グサーボ制御器22 (D(differentia1
)−P (propor t 1ona 1)形の例を
示す)にてアナログサーボ制御を行い、パワーアンプ1
11を介してモータ112を駆動する。この場合、目標
位置に当る信号APの中央が真の目標位置DSとなる。
Based on the analog position signal AP thus obtained, the analog servo controller 22 (D(differentia1
)-P (example of proport 1ona 1) type is shown) to perform analog servo control and power amplifier 1
11 to drive a motor 112. In this case, the center of the signal AP corresponding to the target position becomes the true target position DS.

DSより左側ではDSへ押しやる正の力eが働き、DS
より右側ではDSへ引き戻そうとする負の力eが働き、
これらが常にDSでバランスすることにより、有害な振
動が排除される。
On the left side of DS, a positive force e pushing toward DS acts, and DS
On the right side, a negative force e acts to pull it back toward DS,
Harmful vibrations are eliminated by constantly balancing these with DS.

第4図は第2図の動作説明に用いるグラフであり、(A
)は関数発生器41からの指令値を表すカーブC1と、
制御対象11の現在値を表すカーブC2を示す、C2は
常に01に追従して変化する。(B)は指令値カーブC
1を満足するための・目標速度であり、時刻toより加
速した後、定速走行し、減速してから時刻t1で目標位
置に到達する。(C)は制御偏差ERであり、(A)に
おけるカーフ゛C1とカーブC2とのずれに相当する。
FIG. 4 is a graph used to explain the operation of FIG.
) is a curve C1 representing the command value from the function generator 41;
C2, which shows a curve C2 representing the current value of the controlled object 11, always changes to follow 01. (B) is the command value curve C
This is the target speed to satisfy condition 1. After accelerating from time to, the vehicle travels at a constant speed, decelerates, and then reaches the target position at time t1. (C) is the control deviation ER, which corresponds to the deviation between the curve C1 and the curve C2 in (A).

このずれは、目標値近傍でオーバーシュートO8となっ
て現れる。一般に、高速応答性が要求される場合、オー
バーシュートO8の発生は避けられない。この場合、制
御偏差ERが零(ER=O)となる点が飛び飛びに存在
するのが普通である。例えば(C)の時刻t2.t3.
t4等で示すとおりである。第2図のスイッチ23は、
もともと制御偏差ERが最小パルス間隔MIN内に入れ
ばディジタルサーボ系31からアナログサーボ系32へ
と切り換えることを役目としているが、単純にER=O
でその切り換えを実行したのでは、既述した2つの不都
合(迅速なりSへの収束不能およびオーバーシュートの
助長)を引き起こす。
This deviation appears as an overshoot O8 near the target value. Generally, when high-speed response is required, the occurrence of overshoot O8 is unavoidable. In this case, there are usually discrete points where the control deviation ER is zero (ER=O). For example, time t2 in (C). t3.
It is as shown by t4 etc. The switch 23 in FIG.
Originally, the role is to switch from the digital servo system 31 to the analog servo system 32 when the control deviation ER falls within the minimum pulse interval MIN, but simply ER=O
If the switching is executed at , the above-mentioned two problems (inability to quickly converge to S and promotion of overshoot) will occur.

そこで第2図のスイッチ切換制御回路25が働き、第4
図(C)の時刻t4以降まで待って(O3のおさまるの
を待って)からスイッチ23をアナログサーボ系32へ
と切り換えることとする。このスイッチ切換制御回路2
5は第2図に示す如く、例えばANDゲート251とカ
ウンタ252で構成できる。カウンタ252はクロック
源26からのクロックCLKをカウントする。なお、、
クロック源26としては、ディジタルサーボ制御器21
がもともと必要としていたサンプリングクロック発生器
をそのまま流用するのが経済的である。
Therefore, the switch changeover control circuit 25 shown in FIG.
It is assumed that the switch 23 is switched to the analog servo system 32 after waiting until after time t4 in Figure (C) (waiting for O3 to subside). This switch switching control circuit 2
5 can be composed of, for example, an AND gate 251 and a counter 252, as shown in FIG. Counter 252 counts clock CLK from clock source 26. In addition,,
As the clock source 26, the digital servo controller 21
It is economical to use the sampling clock generator that was originally needed.

カウンタ252はそのクリア端子CLRに“H3(hi
jh)レベル信号が入ると内容が零クリアされ、クロッ
クCLKをカウントし始める。そして一定値をカウント
し終えると、キャリー信号CRを発生する。信号CRは
スイッチ23を切り換える(31−32) 、本発明で
は、その一定値として、所定時間に相当する値を設定す
る。所定時間とは例えば第4図(C)のt2〜t4の時
間であり、オーバーシュート中の時間に相当するが、制
御対象毎に予め最適値が選定される。
The counter 252 outputs “H3 (hi)” to its clear terminal CLR.
jh) When a level signal is input, the contents are cleared to zero and the clock CLK starts counting. When the constant value has been counted, a carry signal CR is generated. The signal CR switches the switch 23 (31-32), and in the present invention, a value corresponding to a predetermined time is set as the constant value. The predetermined time is, for example, the time from t2 to t4 in FIG. 4(C), which corresponds to the time during overshoot, and the optimum value is selected in advance for each controlled object.

カウンタ252がクリアされるためには、制御段階が第
4図(A)のO3に至ったことを確認する必要がある。
In order for the counter 252 to be cleared, it is necessary to confirm that the control stage has reached O3 in FIG. 4(A).

そこでまず、関数発生部41の指令値が一定になったこ
とを示す信号(“H”)をライン214より受信し、か
つ制御偏差ERが零(ER=0)になったことを示す信
号(H”)をライン215より受信して両者が一致した
とき、ANDゲート251よりカウンタ252へのクリ
ア信号を送出する。このようなAND操作を要するのは
、第4図(A)のカーブC1およびC2の立上り時にも
ER=0となる状態が存在するからであり、これらを無
視するために、指令値が一定になったこと(目標値に達
したこと)を示す、ライン214からの信号も条件に組
み入れる必要がある。
First, a signal (“H”) indicating that the command value of the function generator 41 has become constant is received from the line 214, and a signal (“H”) indicating that the control deviation ER has become zero (ER=0) is received from the line 214. H") is received from the line 215 and when the two match, the AND gate 251 sends a clear signal to the counter 252. Such an AND operation is required for curves C1 and C1 in FIG. 4(A). This is because there is a state in which ER=0 even when C2 rises, and in order to ignore these, a signal from line 214 indicating that the command value has become constant (reached the target value) is also sent. need to be included in the conditions.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、ディジタルサーボ
制御による高精度という利点を活かしつつ、有害な振動
を生ずるという不利点をアナログサーボ制御によって克
服したサーボ制御装置が実現される。
As described above, according to the present invention, a servo control device is realized that utilizes the advantage of high accuracy provided by digital servo control while overcoming the disadvantage of generating harmful vibrations by using analog servo control.

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

第1図は本発明に係るサーボ制御装置の原理ブロック図
、 第2図は本発明に係るサーボ制御装置の具体例を示す図
、 第3図は第2図の°各部に現れる信号の波形図、第4図
は第2図の動作説明に用いるグラフ、第5図はディジタ
ル制御形の従来のサーボ制御装置の一例を示すブロック
図、 第6図はアナログ制御形の従来のサーボ制御装置の一例
を示すブロック図である。 11・・・制御対象、    12・・・エンコーダ、
13・・・ディジタルパルス発生器、 18・・・アナログ位置信号発生器、 21・・・ディジタルサーボ制御器、 22・・・アナログサーボ制御器、 23・・・スイッチ、 25・・・スイッチ切換制御回路、 AP・・・アナログ位置信号、 DP・・・ディジタルパルス、 ER・・・制御偏差、 MIN・・・最小パルス間隔、 S1、S2・・・正弦波状信号。 Ub 第2図の各部に現fる信号の波形図 第3図 1011   時間 第2図の動作説明に用いるゲラフ カ4図
Fig. 1 is a principle block diagram of a servo control device according to the present invention, Fig. 2 is a diagram showing a specific example of a servo control device according to the present invention, and Fig. 3 is a waveform diagram of signals appearing in various parts of Fig. 2. , FIG. 4 is a graph used to explain the operation in FIG. 2, FIG. 5 is a block diagram showing an example of a conventional digital control type servo control device, and FIG. 6 is an example of a conventional analog control type servo control device. FIG. 11... Controlled object, 12... Encoder,
13... Digital pulse generator, 18... Analog position signal generator, 21... Digital servo controller, 22... Analog servo controller, 23... Switch, 25... Switch switching control Circuit, AP...Analog position signal, DP...Digital pulse, ER...Control deviation, MIN...Minimum pulse interval, S1, S2...Sine wave signal. Ub Waveform diagram of signals present in each part of Fig. 2 Fig. 3 1011 Time diagram 4 used to explain the operation of Fig. 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、制御対象(11)の移動量に応じて第1の正弦波状
信号(S1)および該信号(S1)より90°位相のず
れた第2の正弦波状信号(S2)を出力するエンコーダ
(12)と、 前記第1および第2の正弦波状信号(S1、S2)を入
力としてディジタルパルス(DP)を出力するディジタ
ルパルス発生器(13)と、 出力された前記ディジタルパルス(DP)に基づいて得
られる現在値と、関数発生部(41)によって指定され
た指令値との制御偏差(ER)を零にするように前記制
御対象(11)をサーボ制御するディジタルサーボ制御
器(21)と、 前記第1および第2の正弦波状信号(S1、S2)を相
互に加算しおよび減算した信号を入力として、隣接する
前記ディジタルパルス(DP)の最小パルス間隔(MI
N)間を一定の傾斜をもって直線的に変化するアナログ
位置信号(AP)を生成して出力するアナログ位置信号
発生器(18)と、出力された該アナログ位置信号(A
P)に基づいて前記制御対象(11)をサーボ制御する
アナログサーボ制御器(22)と、 前記ディジタルサーボ制御器(21)からの出力または
前記アナログサーボ制御器(22)からの出力のいずれ
か一方を選択して前記制御対象(11)に印加するスイ
ッチ(23)と、 前記制御偏差(ER)が前記最小パルス間隔(MIN)
に近づくまで前記スイッチ(23)を前記ディジタルサ
ーボ制御器(21)側に接続し、該制御偏差(ER)が
該最小パルス間隔(MIN)内に入った状態が所定時間
連続したことを検知して該スイッチ(23)を前記アナ
ログサーボ制御器(22)側に接続するスイッチ切換制
御回路(25)とからなることを特徴とするサーボ制御
装置。
[Claims] 1. A first sinusoidal signal (S1) and a second sinusoidal signal (S2) whose phase is shifted by 90° from the signal (S1) according to the amount of movement of the controlled object (11). an encoder (12) that outputs a digital pulse (DP); a digital pulse generator (13) that receives the first and second sinusoidal signals (S1, S2) as input and outputs a digital pulse (DP); Digital servo control that servo-controls the controlled object (11) so that the control deviation (ER) between the current value obtained based on (DP) and the command value specified by the function generator (41) is zero. A device (21) receives the signal obtained by adding and subtracting the first and second sinusoidal signals (S1, S2) from each other as input, and calculates the minimum pulse interval (MI) of the adjacent digital pulses (DP).
an analog position signal generator (18) that generates and outputs an analog position signal (AP) that changes linearly with a constant slope between
an analog servo controller (22) that servo-controls the controlled object (11) based on P); and either an output from the digital servo controller (21) or an output from the analog servo controller (22). a switch (23) that selects one and applies the voltage to the controlled object (11); and the control deviation (ER) is equal to the minimum pulse interval (MIN).
The switch (23) is connected to the digital servo controller (21) side until the control deviation (ER) approaches the minimum pulse interval (MIN), and it is detected that the state in which the control deviation (ER) is within the minimum pulse interval (MIN) continues for a predetermined period of time. and a switch switching control circuit (25) for connecting the switch (23) to the analog servo controller (22).
JP30282486A 1986-12-20 1986-12-20 Servo controller Pending JPS63156206A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30282486A JPS63156206A (en) 1986-12-20 1986-12-20 Servo controller

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP30282486A JPS63156206A (en) 1986-12-20 1986-12-20 Servo controller

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS63156206A true JPS63156206A (en) 1988-06-29

Family

ID=17913532

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP30282486A Pending JPS63156206A (en) 1986-12-20 1986-12-20 Servo controller

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63156206A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0250714U (en) * 1988-09-30 1990-04-10

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0250714U (en) * 1988-09-30 1990-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101688360B1 (en) Servo control device
KR880000418B1 (en) Spindle orientation control method and apparatus
US5159254A (en) Numerical control unit for estimating movement parameters using a model
US5134354A (en) Servo motor control apparatus
JPH0230522B2 (en)
US4170155A (en) Rotary cutter for successively cutting moving material to lengths
US4701839A (en) Sampled data servo control system with field orientation
JP2011176907A (en) Method and unit for controlling motor
US4331910A (en) Positioning control system
JPH0833763B2 (en) Numerical control unit
US4087731A (en) Control system for moving a large machine along a single axis
US11056992B2 (en) Motor controller
US3835360A (en) Numerical control system
JPS63156206A (en) Servo controller
US4864209A (en) Negative feedback control system
US5089758A (en) Robot control process
JPS63155310A (en) Servo controller
EP0034229A1 (en) Apparatus for, and methods of, controlling positioning of a movable part driven by a motor
JPS63156205A (en) Servo controller
JPS63114583A (en) Method and apparatus for generating speed voltage for driving apparatus using dc motor in office machine such as typewriter or the like
JP2597374B2 (en) Position control device
JP2893900B2 (en) Synchronous operation device by inverter
JPH0673798B2 (en) Numerically controlled machine tool axis drive method
JPH11184530A (en) Motion controller
JP2007114861A (en) Motor controller and its positioning control method