JPS6352683A - Positioning control method for linear motor - Google Patents
Positioning control method for linear motorInfo
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- JPS6352683A JPS6352683A JP61195785A JP19578586A JPS6352683A JP S6352683 A JPS6352683 A JP S6352683A JP 61195785 A JP61195785 A JP 61195785A JP 19578586 A JP19578586 A JP 19578586A JP S6352683 A JPS6352683 A JP S6352683A
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- Control Of Linear Motors (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、リニアモータの位置決め制御方法に関する。[Detailed description of the invention] Industrial applications The present invention relates to a positioning control method for a linear motor.
従来の技術
従来、この種のリニアモータの高精度な位置決め制御方
法としては、特開昭60−13 =1793号公報に示
されるようなものがある。この方式を第4図を参照して
説明する。まず、Pl がら与えられる目標位置信号
とリニアモータ1の可動子の現在位置を認識するための
位置検出器2からの現在位置信号とは演算器3に入力さ
れる。二の演算器3において位置偏差値が計算される。2. Description of the Related Art Conventionally, as a highly accurate positioning control method for this type of linear motor, there is a method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 1793/1983. This method will be explained with reference to FIG. First, the target position signal given by Pl and the current position signal from the position detector 2 for recognizing the current position of the movable element of the linear motor 1 are input to the computing unit 3. A position deviation value is calculated in the second computing unit 3.
そして、その出力である位置偏差信号と前記リニアモー
タ1の可動子の現在速度を検出する速度検出器4からの
出力信号である速度フィードバック信号とは演算器5に
入ツノされる。この演算器5において、両者の偏差が計
算され、その出力は増幅器6,7で各々に1倍、K2倍
に増幅される。そして、速度レベル検出器8の出力によ
って切換え制御されるスイッチ9によって増幅器6,7
の一方が選択され、選択された増幅器6又は7からの信
号がリニアモータ1用の駆動回路10に入力される。リ
ニアモータ1はこの駆動回路10からの出ツJ信号によ
って目標値に近づくように制御される。Then, the position deviation signal that is the output thereof and the speed feedback signal that is the output signal from the speed detector 4 that detects the current speed of the movable element of the linear motor 1 are input into the computing unit 5. The arithmetic unit 5 calculates the deviation between the two, and the outputs thereof are amplified by 1 and K2 times by amplifiers 6 and 7, respectively. The amplifiers 6 and 7 are controlled by a switch 9 which is controlled by the output of the speed level detector 8.
One of the amplifiers 6 or 7 is selected, and the signal from the selected amplifier 6 or 7 is input to the drive circuit 10 for the linear motor 1. The linear motor 1 is controlled by the output J signal from the drive circuit 10 so as to approach the target value.
発明が解決しようとする問題点
ところが、このような従来方式による場合、現在速度の
レベルを検出するだけで増幅利得(ゲイン)を切換え設
定するものであり、リニアモータ1の運動に急激な変化
を生じ得る。この結果、オーバーシュートが生じて高速
アクセスが不可能となることがある。そこで、増幅器6
,7のゲインに□+に1の値を最適化することが必要で
あり、調整が面倒になっているものである。Problems to be Solved by the Invention However, in this conventional method, the amplification gain is switched and set simply by detecting the current speed level, which causes sudden changes in the motion of the linear motor 1. can occur. As a result, overshoot may occur and high-speed access may become impossible. Therefore, amplifier 6
, it is necessary to optimize the gain of 7 and the value of 1 for □+, making the adjustment troublesome.
問題点を解決するための手段
リニアモータの目標位置と目標速度と目標加速度とから
なる目標値を設定し、前記リニアモータの現在位置と現
在速度と現在加速度とからなる現在値を検出し、前記目
標値と前記現在値との位置、速度及び加速度各々の偏差
値を算出し、各々の偏差値を増幅した後、これらの偏差
値を演算して求めた制御指令信号を前記リニアモータに
対する駆動回路に入力させてこのリニアモータを前記目
標値に追従させる。又、増幅器の増幅利得は各々の偏差
値レベルの検出に応じて設定する。Means for Solving Problems Setting a target value consisting of a target position, target speed and target acceleration of the linear motor, detecting a current value consisting of the current position, current speed and current acceleration of the linear motor, After calculating the deviation values of the position, velocity, and acceleration between the target value and the current value, and amplifying each deviation value, a control command signal obtained by calculating these deviation values is sent to the drive circuit for the linear motor. is input to cause this linear motor to follow the target value. Further, the amplification gain of the amplifier is set according to the detection of each deviation value level.
作用
即ち、位置と速度とのデータだけでなく、加速度をも加
味して制御する。この加速度加味方法によれば、位置だ
けの制御方法や位置と速度との制御方法に比べて、リニ
アモータのアクセス速度、精度が向上する。つまり、リ
ニアモータが如何なる状態にあっても目標値に対して追
従し得る。又、偏差値レベルに応じて増幅利得を調整設
定することにより、位置と速度と加速度とについて重み
配分は変更し得るものであり、振動や揺動なとの外乱に
よる影響も受けない。In other words, control is performed by taking into consideration not only position and velocity data, but also acceleration. According to this method of adding acceleration, the access speed and accuracy of the linear motor are improved compared to a method of controlling only position or a method of controlling position and speed. In other words, the linear motor can follow the target value no matter what state it is in. Further, by adjusting and setting the amplification gain according to the deviation value level, the weight distribution for position, velocity, and acceleration can be changed, and it is not affected by disturbances such as vibrations and rocking.
実施例
本発明の第一の実施例を第1図及び第2図を参照して説
明する。まず、駆動回路11によって駆動される制御対
象なるリニアモータ12が設けられている。一方、前記
リニアモータ12に対する目標位置と目標速度と目標加
速度とを各々設定する設定器13,14.15が設けら
れている。そして、前記リニアモータ12の現在位置を
検出する位置検出器16が設けられている。ここに、位
置検出器】6としては、機械的手段、電気的手段、磁気
的手段或いは光学的手段等によるものを任意に用い得る
ものであり、要は位置検出して電気信号に変換し得る手
段であればよい。最も一般的にはポテンショメータでよ
い。この位置検出器16からの現在位置信号は前記設定
器13による目標位置信号とともに減算器17に入力さ
れている。Embodiment A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. First, a linear motor 12 to be controlled and driven by a drive circuit 11 is provided. On the other hand, setting devices 13, 14, and 15 are provided for setting the target position, target speed, and target acceleration for the linear motor 12, respectively. A position detector 16 for detecting the current position of the linear motor 12 is provided. Here, the position detector 6 can be any one using mechanical means, electric means, magnetic means, optical means, etc., and in short, it can detect the position and convert it into an electric signal. Any means is fine. Most commonly it will be a potentiometer. The current position signal from the position detector 16 is input to the subtracter 17 together with the target position signal from the setter 13.
この減算器17によって位置偏差値が算出される。This subtracter 17 calculates a positional deviation value.
又、前記現在位置信号は微分器18にも入力され、微分
処理された現在速度信号が微分器18から出ノJされる
。この現在速度信号は前記設定器14による目標速度信
号とともに減算器19に入力されている。この減算器1
9によって速度偏差値が算出される。更に、前記微分器
18がら出力される現在速度信号は他の微分器20にも
入力され、微分処理されて現在加速度信号が得られる。The current position signal is also input to a differentiator 18, and a differentiated current speed signal is output from the differentiator 18. This current speed signal is input to the subtracter 19 together with the target speed signal from the setter 14. This subtractor 1
9, the speed deviation value is calculated. Further, the current speed signal outputted from the differentiator 18 is also input to another differentiator 20 and subjected to differentiation processing to obtain a current acceleration signal.
この現在加速度信号は前記設定器15による目標加速度
信号とともに減算器21に入力されている。この減算器
21によって加速度偏差値が算出される。This current acceleration signal is input to the subtracter 21 together with the target acceleration signal from the setter 15. This subtracter 21 calculates the acceleration deviation value.
このようにして、現在位置と現在速度と現在加速度とか
らなる現在値が検出され、各々目標値と演算処理されて
1位置と速度と加速度とについての偏差値が算出される
。このようにして得られた位置偏差値、速度偏差値、加
速度偏差値は各々増幅器22,23.24に入力され、
各々KIIKMTK3倍に増幅される。各増幅器22,
23.24からの増幅後の各偏差値は、演算器25に入
力されて加算処理される。即ち、
K、・(位置偏差値)十に2・(速度偏差値)十に、・
(加速度偏差値)
なる演算処理が行なわれる。この演算器25からの演算
後の出力信号が制御指令信号として得られる。この制御
指令信号はバイアス信号とともに加算器26に入力され
て加算処理され、その出力信号は増幅器27によってに
4倍に増幅される。そして、増幅後の増幅器27からの
出ノJ信号は前記駆動回路11に入力される一方、減算
器28に入力される。ここに、前記バイアス信号は、バ
イアス設定器29によって設定したバイアス量と駆動回
路11への入力との偏差値を減算器28により算出し、
これを1よりも小さい係数に6の乗算器30によって積
算した後で前記加算器26に入力させるフィードバック
信号である。そして、前記駆動回路11に入力される制
御指令信号に基づきリニアモータ12は目標値に追従す
るように駆動制御される。つまり、この制御指令信号が
零となるように駆動回路11によってリニアモータ12
を制御する。In this way, the current value consisting of the current position, current speed, and current acceleration is detected, and each is subjected to arithmetic processing with the target value to calculate the deviation value for one position, speed, and acceleration. The position deviation value, velocity deviation value, and acceleration deviation value obtained in this way are input to amplifiers 22, 23, and 24, respectively,
Each KIIKMTK is amplified three times. Each amplifier 22,
The amplified deviation values from 23 and 24 are input to the arithmetic unit 25 and subjected to addition processing. That is, K, ・(Position deviation value) 2 to 10・(Speed deviation value) to 10, ・
(Acceleration deviation value) The following calculation process is performed. The output signal after the calculation from the calculator 25 is obtained as a control command signal. This control command signal is inputted to an adder 26 together with a bias signal and subjected to addition processing, and the output signal is amplified four times by an amplifier 27. The output J signal from the amplifier 27 after amplification is input to the drive circuit 11, and is also input to the subtracter 28. Here, the bias signal is obtained by calculating the deviation value between the bias amount set by the bias setting device 29 and the input to the drive circuit 11 by a subtracter 28,
This is a feedback signal that is input to the adder 26 after being multiplied by a multiplier 30 of 6 to a coefficient smaller than 1. Based on the control command signal input to the drive circuit 11, the linear motor 12 is drive-controlled to follow the target value. In other words, the linear motor 12 is controlled by the drive circuit 11 so that this control command signal becomes zero.
control.
第2図はこれらの位置偏差値、速度偏差値、加速度偏差
値及び制御指令信号各々についての時間的変化を示すも
のである。これらは目標位置からΔXだけずれている位
置にリニアモータ12が静止していた状態から80時間
後に目標位置に到達するまでの軌跡を示すことになる。FIG. 2 shows temporal changes in each of these position deviation values, speed deviation values, acceleration deviation values, and control command signals. These represent the trajectory from when the linear motor 12 is stationary at a position shifted by ΔX from the target position until it reaches the target position 80 hours later.
ここに、時間し、は速度偏差値が最大となり、かつ、加
速度偏差値が零となるタイミングの時間である。又、時
間t2は制御指令信号が零となる時間である。ここに、
前記リニアモータ12用の駆動回路11に入力される信
号は、制御指令信号とバイアス信号との和を増幅したも
のである。この際、バイアス信号は時間的に一定値のも
のであるので、時間的に変化するのは制御指令信号だけ
であり、この制御指令信号は増幅後の位置偏差値と速度
偏差値と加速度偏差値とを演算することにより算出され
るので、メモリや回路処理によって予め設定する必要の
ないものである。Here, time is the time at which the speed deviation value becomes maximum and the acceleration deviation value becomes zero. Further, time t2 is the time when the control command signal becomes zero. Here,
The signal input to the drive circuit 11 for the linear motor 12 is an amplified sum of a control command signal and a bias signal. At this time, since the bias signal has a constant value over time, only the control command signal changes over time, and this control command signal is the amplified position deviation value, speed deviation value, and acceleration deviation value. Since it is calculated by calculating , there is no need to set it in advance using memory or circuit processing.
このように、本実施例によれば加速度も加味して、リニ
アモータ12の位置と速度と加速度とを制御しているの
で、従来の位置だけの制御方法や、位置と速度との制御
方法に比べて、きめ細かい制御が可能となってアクセス
速度及び精度が向上することになる。つまり、リニアモ
ータ12の運動に急激な変化を生ずることがなく、オー
バーシュートを生じない。よって、リニアモータ12が
如何なる状態にあっても、目ξ値に追従するようにその
制御を行なうことができる。In this way, according to this embodiment, the position, speed, and acceleration of the linear motor 12 are controlled by taking acceleration into consideration, so that it is possible to control the position, speed, and acceleration of the linear motor 12, so that it is possible to control the position, speed, and acceleration of the linear motor 12. In comparison, fine-grained control becomes possible, improving access speed and accuracy. In other words, there is no sudden change in the motion of the linear motor 12, and no overshoot occurs. Therefore, no matter what state the linear motor 12 is in, it can be controlled to follow the target ξ value.
つづいて、本発明の第二の実施例を第3図を参照して説
明する。前記実施例で説明した部分と同一部分は同一符
号を用いて示す。本実施例は、各々の偏差値レベルを検
出し、そのレベルに応じて増幅利得(ゲイン)を設定す
るようにしたものである。まず、各々の増幅器22,2
3.24は22a、22b、23a、23b、24a、
24bで示すように各々2個ずつに分けられて設けられ
ている。ここに、これらの増幅器22 a、 22
b。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The same parts as those explained in the previous embodiment are indicated using the same reference numerals. In this embodiment, each deviation value level is detected and the amplification gain is set according to the detected level. First, each amplifier 22, 2
3.24 is 22a, 22b, 23a, 23b, 24a,
As shown by 24b, each is divided into two pieces. Here, these amplifiers 22 a, 22
b.
23a、23b、24a、24bの増幅利得は各々K
I I I K + 21 K I l l K 2□
I k、、、 K32である。The amplification gains of 23a, 23b, 24a, and 24b are each K.
I II I K + 21 K I l l K 2□
I k, , K32.
そして、各々の減算器17,19.21から得られた位
置偏差値、速度偏差値、加速度偏差値の信号は状態コン
トロール回路31にも入力されている。この状態コント
ロール回路31はこれらの偏差値信号からレベル検出を
行なって、各々ゲイン選択信号を出力するものである。The position deviation value, velocity deviation value, and acceleration deviation value signals obtained from each subtractor 17, 19.21 are also input to the state control circuit 31. This state control circuit 31 performs level detection from these deviation value signals and outputs respective gain selection signals.
これらのゲイン選択信号は各々デコーダ32,33.3
4に入力されている。これらのデコーダ32,33.3
4はゲイン選択信号に応じてアナログスイッチ35゜3
6.37の開閉状態を制御する。例えば、デコーダ32
は位置用のゲイン選択信号に応じて増幅器22aに接続
されたアナログスイッチ35aを閉じるか、増幅器22
bに接続されたアナログスイッチ35bを閉じるかを制
御する。これにより。These gain selection signals are sent to decoders 32, 33.3, respectively.
4 is entered. These decoders 32, 33.3
4 is an analog switch 35°3 according to the gain selection signal.
6. Controls the opening and closing state of 37. For example, the decoder 32
closes the analog switch 35a connected to the amplifier 22a or closes the analog switch 35a connected to the amplifier 22a according to the position gain selection signal.
Controls whether to close the analog switch 35b connected to b. Due to this.
増幅器22 a、 22 bの一方が選択され、位置
用のゲインはに1□又はK + xに設定される。速度
、加速度についても同様である。One of the amplifiers 22a, 22b is selected and the gain for the position is set to 1□ or K+x. The same applies to velocity and acceleration.
このように、本実施例によれば、偏差値のレベルに応じ
て位置偏差値、速度偏差値、加速度偏差値に対する増幅
ゲインが選択設定されるので、偏差値状態に応じて位置
と速度と加速度との重み配分を可変しながら制御するこ
とができ、振動や揺動なとの外乱による影響を受けにく
いものとすることができる。In this way, according to this embodiment, the amplification gains for the position deviation value, velocity deviation value, and acceleration deviation value are selected and set according to the level of the deviation value, so that the amplification gains for the position deviation value, velocity deviation value, and acceleration deviation value are The weight distribution can be controlled while being varied, and it can be made less susceptible to disturbances such as vibrations and rocking.
なお、各減算器17,19,2]の出力側に設ける増幅
器22,23.24を更に多段化して設ければ、あらゆ
る状態の制御が可能となる。Note that if the amplifiers 22, 23, and 24 provided on the output side of each subtractor 17, 19, 2 are further provided in multiple stages, control of all conditions becomes possible.
発明の効果
本発明は、上述したように目標値及び現在値の各々に加
速度をも加味し、位置と速度と加速度との総合された状
態でリニアモータを制御するようにしたので、位置のみ
の制御方法や位置と速度だけによる制御方法に比べて、
きめ細かい制御が可能となり、リニアモータの運動に急
激な変化が生ずることがなく、よって、高速アクセスが
可能となって、かつ、より高精度の位置決めをなすこと
ができ、又、各々の偏差値レベルに応じて各々の偏差値
の増幅利得を設定するので、その時の偏差値状態に応じ
て位置と速度と加速度との重み配分を可変しながら制御
することができ、振動等の外乱の影響の少ない状態に制
御することができるものである。Effects of the Invention As described above, the present invention takes acceleration into account in each of the target value and the current value, and controls the linear motor in a state where the position, velocity, and acceleration are integrated. Compared to control methods and control methods using only position and speed,
Fine-grained control is possible, and sudden changes do not occur in the movement of the linear motor. Therefore, high-speed access is possible, and more accurate positioning can be achieved, and each deviation value level can be adjusted. Since the amplification gain of each deviation value is set according to the deviation value status at that time, it is possible to control the weight distribution of position, velocity, and acceleration while changing it according to the deviation value state at that time, and the influence of external disturbances such as vibration is reduced. The state can be controlled.
第1図は本発明の第一の実施例を示すブロック図、第2
図はタイミングチャート、第3図は本発明の第二の実施
例を示すブロック図、第4図は従来例を示すブロック図
である。FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of the present invention, and FIG.
The figure is a timing chart, FIG. 3 is a block diagram showing a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a block diagram showing a conventional example.
Claims (1)
からなる目標値を設定し、前記リニアモータの現在位置
と現在速度と現在加速度とからなる現在値を検出し、前
記目標値と前記現在値との位置、速度及び加速度各々の
偏差値を算出し、各々の偏差値を増幅した後、これらの
偏差値を演算して求めた制御指令信号を前記リニアモー
タに対する駆動回路に入力させてこのリニアモータを前
記目標値に追従させることを特徴とするリニアモータの
位置決め制御方法。 2、リニアモータの目標位置と目標速度と目標加速度と
からなる目標値を設定し、前記リニアモータの現在位置
と現在速度と現在加速度とからなる現在値を検出し、前
記目標値と前記現在値との位置、速度及び加速度各々の
偏差値を算出し、これらの偏差値レベルを検出してその
レベルに応じて増幅利得を設定して各々の偏差値を増幅
した後、これらの偏差値を演算して求めた制御指令信号
を前記リニアモータに対する駆動回路に入力させてこの
リニアモータを前記目標値に追従させることを特徴とす
るリニアモータの位置決め制御方法。[Claims] 1. Setting a target value consisting of a target position, target speed, and target acceleration of the linear motor, detecting a current value consisting of the current position, current speed, and current acceleration of the linear motor; After calculating the deviation values of the position, velocity, and acceleration between the target value and the current value, and amplifying each deviation value, a control command signal obtained by calculating these deviation values is sent to the drive circuit for the linear motor. A method for controlling positioning of a linear motor, characterized in that the linear motor is made to follow the target value by inputting a value to the target value. 2. Set a target value consisting of a target position, target speed, and target acceleration of the linear motor, detect a current value consisting of the current position, current speed, and current acceleration of the linear motor, and set the target value and the current value. Calculate the deviation values of each position, velocity, and acceleration from , detect the level of these deviation values, set the amplification gain according to the level, amplify each deviation value, and then calculate these deviation values. A method for controlling the positioning of a linear motor, characterized in that the control command signal obtained by the above step is inputted into a drive circuit for the linear motor to cause the linear motor to follow the target value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61195785A JPS6352683A (en) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | Positioning control method for linear motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61195785A JPS6352683A (en) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | Positioning control method for linear motor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6352683A true JPS6352683A (en) | 1988-03-05 |
Family
ID=16346928
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61195785A Pending JPS6352683A (en) | 1986-08-21 | 1986-08-21 | Positioning control method for linear motor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6352683A (en) |
-
1986
- 1986-08-21 JP JP61195785A patent/JPS6352683A/en active Pending
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