KR100805242B1 - 서보모터의 제어시스템 및 그 제어방법 - Google Patents

서보모터의 제어시스템 및 그 제어방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100805242B1
KR100805242B1 KR1020010040413A KR20010040413A KR100805242B1 KR 100805242 B1 KR100805242 B1 KR 100805242B1 KR 1020010040413 A KR1020010040413 A KR 1020010040413A KR 20010040413 A KR20010040413 A KR 20010040413A KR 100805242 B1 KR100805242 B1 KR 100805242B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
speed
friction compensation
integral
error
servo motor
Prior art date
Application number
KR1020010040413A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20030004758A (ko
Inventor
장상돈
Original Assignee
삼성전자주식회사
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 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020010040413A priority Critical patent/KR100805242B1/ko
Publication of KR20030004758A publication Critical patent/KR20030004758A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR100805242B1 publication Critical patent/KR100805242B1/ko

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B11/00Automatic controllers
    • G05B11/01Automatic controllers electric
    • G05B11/36Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential
    • G05B11/42Automatic controllers electric with provision for obtaining particular characteristics, e.g. proportional, integral, differential for obtaining a characteristic which is both proportional and time-dependent, e.g. P. I., P. I. D.
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41181PID precompensation for position loop
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41199Feedforward compensation of pid
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/42Servomotor, servo controller kind till VSS
    • G05B2219/42025Pidaf, pid with acceleration and friction compensation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Control Of Electric Motors In General (AREA)

Abstract

본 발명은 외부로부터의 속도명령과 서보모터의 실제속도와의 차인 속도오차의 비례연산을 실시하는 비례연산기와, 상기 속도오차의 적분연산을 실시하는 적분연산기와, 상기 비례연산기와 상기 적분연산기로부터 산출된 값에 따라 상기 서보모터로 제공되는 전류를 제어하는 전류제어기를 갖는 서보모터의 제어시스템 및 그 제어방법에 관한 것이다. 본 제어시스템은, 상기 서보모터의 실제속도로부터 산출된 실제위치와 상기 속도명령의 적분에 의해 산출된 위치명령과의 차인 위치오차를 적분하는 적분회로와; 상기 서보모터에 제공되는 토크명령을 보상하기 위한 마찰보상값을 산출하는 마찰보상회로와; 상기 서보모터의 실제위치가 목표위치에 도달시, 상기 위치오차와 상기 실제속도에 따라 상기 적분회로로부터의 위치오차의 적분값과 상기 마찰보상회로의 마찰보상값의 적용여부를 결정하는 판단제어회로를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 부하가 최종 목적하는 위치에 도달하는 위치도달시간을 단축할 수 있게 된다.

Description

서보모터의 제어시스템 및 그 제어방법{CONTROLLING SYSTEM AND METHOD FOR SERVOMOTOR}
도 1은 본 발명에 따른 서보모터 제어시스템의 구성도,
도 2는 도 1의 제어시스템에 의한 위치명령과 이에 대한 궤환곡선의 관계를 나타낸 그래프,
도 3은 종래의 서보모터 제어시스템의 구성도,
도 4는 도 3의 제어시스템에 의한 위치명령과 이에 대한 궤환곡선의 관계를 나타낸 그래프이다.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
1 : 제어시스템 2 : 서보모터
3 : 비례기 4 : 부하
5 : 비례연산기 6 : 제1가산부
7 : 적분연산기 8 : 제2가산부
9 : 토크제한기 10 : PI가산부
11 : 노치필터 13 : 1차 필터
15 : 2차 필터 17 : 전류제어기
19 : 적분기 20 : 판단제어회로
23 : 제3가산부 25 : 마찰보상회로
30 : 적분회로
본 발명은 서보모터의 제어시스템 및 그 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 위치완료 동작을 신속히 할 수 있도록 하는 서보모터의 제어시스템 및 그 방법에 관한 것이다.
일반적으로 서보모터의 제어시스템은 실제속도를 지령속도에 근접하도록 하는 제어뿐만 아니라, 속도제어루프의 바깥쪽에 위치제어루프를 부가함으로써, 명령된 위치에 얼마나 신속하게 도달하도록 하는지, 즉, 고속 위치 완료의 용도로도 많이 적용된다.
이러한 서보모터의 제어시스템은, 도 3에 도시된 바와 같이, 도시않은 센서에 의해 검출된 서보모터(52)의 실제속도를 궤환하는 속도제어루프(90)와, 속도제어루프(90)의 외부에 실제속도를 적분하여 산출된 실제위치를 궤환하는 위치제어루프(100)를 갖는다. 그리고, 제어시스템(51)은, 위치제어루프(100)에 의해 궤환된 실제위치와 외부로부터의 위치지령을 비교하여 위치 오차를 산출하는 제1가산부(56)와, 속도제어루프(90)에 의해 궤환된 실제속도를 가합하여 속도오차를 산출하는 제2가산부(58)를 더 포함한다. 여기서, 제1가산부(56)에서 산출된 위치 오차는 비례기(53)에 의해 서보모터(52)에 대한 속도명령으로 차원변환된다.
제2가산부(58)에서는 속도명령과 실제속도가 가합되어 속도오차가 산출되며, 속도오차는 비례적분(PI : Proportional-Integral)제어기(55,57)로 입력되어 속도오차에 비례하는 성분과 속도오차의 적분에 비례하는 성분의 합이 연산되어 오차를 가능한 줄이기 위한 동작이 수행된다. 비례적분제어기(55,57)로부터의 출력은 서보모터(52)가 발생하여야 할 토오크명령이 되어 1차 필터(63) 또는 2차 필터(65)를 통해 필터링된 다음 서보모터(52)에 입력되는 전류를 발생시키기 위한 전류제어기(67)로 입력된다.
전류제어기(67)에서 출력된 전류는 서보모터(52)에 입력되어 서보모터(52)가 작동되며, 서보모터(52)의 실제속도는 전술한 바와 같이, 속도제어루프(90)를 통해 제1가산부(56)로 궤환되고, 실제속도가 적분기(69)를 통해 적분되어 산출된 실제위치는 위치제어루프(100)를 통해 제2가산부(58)로 궤환된다.
한편, 비례적분제어기(55,57)는 속도오차에 비례하는 성분을 산출하는 비례연산기(55)와, 속도오차의 적분에 비례하는 성분을 산출하는 적분연산기(57)와, 비례연산기(55)와 적분연산기(57)로부터 산출된 각 성분을 가합하는 PI가산부(60)를 포함한다.
이러한 서보모터(52)의 제어시스템(51)은 속도제어루프(90)의 응답성이 위치제어루프(100)의 응답성에 비해 수배 이상 빠를 때 좋은 응답성이 나오는 것으로 알려져 있다. 일반적으로 전류제어기(67)의 게인은 서보모터(52)의 상수에만 의존하므로, 서보모터(52)의 특성에 따라 응답주파수가 2000-5000㎮ 정도에서 설정된다. 속도제어루프(90)의 경우에는 부하(54)의 관성에 따라 그 응답성이 크게 좌우 되는데, 백레쉬(BACKLASH), 마찰, 탄성 등을 포함하는 부하(54)의 조건에 의해 응답성을 올리는데 한계가 있다. 따라서, 속도제어루프(90)에서 게인을 올려 높은 응답성을 얻는 데는 한계가 있다. 또한, 위치제어루프(100)의 경우에는 속도제어루프(90)의 응답성의 수분의 1정도로 오버슈트(OVERSHOOT)가 발생하지 않는 정도에서 사용자가 설정하거나 속도제어루프(90)의 응답성에 따라 자동설정되도록 함으로써, 응답성을 향상시키도록 한다.
이러한 서보모터(52)의 제어시스템(51)에서는 위치 완료 시간을 단축하기 위해서는 응답성을 높임으로써, 속도제어루프(90)와 위치제어루프(100)의 게인을 높여야 한다. 게인이 낮은 경우에는 기본적으로 목표위치에 도달하는데 시간이 걸리고, 마지막 정지 직전에 마찰을 이기지 못해 수십 및 수백 msec의 손실을 유발시키기도 한다. 그러나, 서보모터(52)의 공진형상이나 저강성 특성에 의해 속도제어루프(90)와 위치제어루프(100)의 게인을 올리기가 어렵다. 또한, 아주 저속에서는 정지마찰 또는 쿨롱마찰이 작용하며, 이를 이기기 위해서는 적분연산기(57)의 게인을 크게 해야 되나, 상술한 부하(54)의 조건 때문에 적분연산기(57)의 게인을 크게 할 수 없다는 문제점이 있다.
따라서 본 발명의 목적은, 위치 완료동작을 신속히 수행할 수 있도록 하는 서보모터의 제어시스템 및 그 제어방법을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 외부로부터의 속도명령과 서보모터의 실제속 도와의 차인 속도오차의 비례연산을 실시하는 비례연산기와, 상기 속도오차의 적분연산을 실시하는 적분연산기와, 상기 비례연산기와 상기 적분연산기로부터 산출된 값에 따라 상기 서보모터로 제공되는 전류를 제어하는 전류제어기를 갖는 서보모터의 제어시스템에 있어서, 상기 서보모터의 실제속도로부터 산출된 실제위치와 상기 속도명령의 적분에 의해 산출된 위치명령과의 차인 위치오차를 적분하는 적분회로와; 상기 서보모터에 제공되는 토크명령을 보상하기 위한 마찰보상값을 산출하는 마찰보상회로와; 상기 서보모터의 실제위치가 목표위치에 도달시, 상기 위치오차와 상기 실제속도에 따라 상기 적분회로로부터의 위치오차의 적분값과 상기 마찰보상회로의 마찰보상값의 적용여부를 결정하는 판단제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 서보모터의 제어시스템에 의해 달성된다.
여기서, 상기 마찰보상회로는, 상기 서보모터의 회전방향, 정지여부, 상기 위치오차의 정도에 따라 미리 설정된 일정 폭내에서 마찰보상값을 증감시키는 것이 바람직하다.
상기 판단제어회로는 상기 목표위치에 도달시 상기 위치오차의 적분값과 마찰보상값을 조절하며, 상기 마찰보상회로로부터의 마찰보상값을 감소시키고, 상기 적분회로의 위치오차 적분값을 상승시키는 것이 바람직하다.
사용자는 토크명령, 속도명령, 위치오차 중 하나를 속도적분게인의 기준이 될 변수로 선택하며, 목표위치에 도달하지 아니한 상태에서 상기 선택된 변수가 미리 설정된 범위를 초과하면, 상기 속도적분게인을 일정 범위내에서 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 목적은, 본 발명의 다른 분야에 따르면, 서보모터로 제공되는 속도오차의 비례연산을 실시하는 비례연산기와, 상기 서보모터로 제공되는 속도오차의 적분연산을 실시하는 적분연산기와, 상기 비례연산기와 상기 적분연산기로부터 산출된 값에 따라 상기 서보모터로 제공되는 전류를 제어하는 전류제어기를 갖는 서보모터의 제어방법에 있어서, 상기 서보모터의 측정속도로부터 추정된 실제위치와 상기 속도명령의 적분에 의해 산출된 위치명령과의 차인 위치오차를 적분하는 단계와; 상기 서보모터에 제공되는 토크명령을 보상하기 위한 마찰보상값을 산출하는 단계와; 상기 위치명령과 상기 실제위치 및 속도명령을 입력받아 상기 서보모터의 실제위치가 목표위치에 도달하였는지 여부를 판단하는 단계와; 상기 목표위치 도달하면, 상기 적분회로로부터의 위치오차의 적분값과 상기 마찰보상회로의 마찰보상값을 상기 비례연산기와 상기 적분연산기로부터의 출력단에 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서보모터의 제어방법에 의해서도 달성될 수 있다.
여기서, 상기 마찰보상값을 산출하는 단계는, 상기 서보모터의 회전방향, 정지여부, 상기 위치오차의 정도에 따라 미리 설정된 일정 폭내에서 마찰보상값을 증감시키는 단계인 것이 바람직하다.
상기 위치오차의 적분값과 상기 마찰보상값을 가산하는 단계는, 상기 목표위치에 도달하면 상기 마찰보상회로로부터의 마찰보상값을 감소시키고, 상기 적분회로의 위치오차 적분값을 상승시키는 단계인 것이 바람직하다.
사용자는 토크명령, 속도명령, 위치오차 중 하나를 속도적분게인의 기준이 될 변수를 선택하는 단계와; 목표위치에 도달하지 아니한 상태에서 상기 선택된 변 수가 미리 설정된 범위를 초과하면, 상기 속도적분게인을 일정 범위내에서 감소시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
본 서보모터의 제어시스템은, 속도제어루프와 위치제어루프의 게인이 낮을 경우에도 위치결정완료를 신속하게 달성할 수 있도록 한 것이다. 여기서, 위치결정도달시간은 외부로부터 제공된 위치명령이 완료된 시점으로부터 실제위치가 목표위치까지 도달하고, 위치오차가 ±1 위치명령펄스보다 작게 계속 유지되는 시점을 말한다.
본 서보모터의 제어시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 도시않은 센서에 의해 검출된 서보모터(2)의 실제속도를 궤환하는 속도제어루프(40)와, 속도제어루프(40)의 외부에 실제속도를 적분하여 산출된 실제위치를 궤환하는 위치제어루프(50)를 갖는다.
위치제어루프(50)에는 서보모터(2)의 실제위치가 궤환되어 가합되는 제1가산부(6)와, 제1가산부(6)로부터의 출력을 차원변환시키는 비례기(3)를 포함된다. 제1가산부(6)에서는 위치제어루프(50)에 의해 궤환된 실제위치와 외부로부터의 위치지령을 비교하여 위치오차를 산출하며, 제1가산부(6)에서 산출된 위치오차는 비례기(3)에 의해 서보모터(2)에 대한 속도명령으로 차원변환된다.
속도제어루프(40)에는 서보모터(2)의 실제속도가 궤환되는 제2가산부(8)를 포함하며, 제2가산부(8)에서는 비례기(3)에서 출력된 속도명령과 실제속도를 가합하여 속도오차를 산출된다. 산출된 속도오차는 비례적분제어기(5,7)로 입력되어 속도오차에 비례하는 성분과 속도오차의 적분에 비례하는 성분의 합이 연산되어 오차를 가능한 줄이기 위한 동작이 수행된다. 비례적분제어기(5,7)로부터의 출력은 서보모터(2)가 발생하여야 할 토오크명령으로 변환되어 1차 필터(13) 또는 2차 필터(15)를 통해 필터링된 다음 서보모터(2)에 입력되는 전류를 발생시키기 위한 전류제어기(17)로 입력된다. 서보모터(2)에 의해 구동하는 부하(4)의 실제속도는 도시않은 센서에 의해 감지되며, 실제속도는 적분기(19)에 의해 적분되어 실제위치가 산출된다.
비례적분 제어기(5,7)와 각 필터 사이에는, 서보모터(2)로 제공되는 최대전류를 제한함으로써 과대한 토오크 발생으로 인한 서보모터(2)의 손상을 방지하는 토오크제한기(9)와, 공진주파수 성분의 게인을 감소시켜 공진발생을 방지하는 노치(Notch)필터(11)가 연결되어 있다.
비례적분 제어기(5,7)는 속도오차에 비례하는 성분을 산출하는 비례연산기(5)와, 속도오차의 적분에 비례하는 성분을 산출하는 적분연산기(7)와, 비례연산기(5)와 적분연산기(7)로부터 산출된 각 성분을 가합하는 PI가산부(10)를 포함한다.
한편, 본 서보모터(2)의 제어시스템(1)은, 서보모터(2)의 실제위치와 위치명령 및 속도오차와 실제속도를 입력으로 하여 서보모터(2)의 작동상태를 판단하는 판단제어회로(20)와, 판단제어회로(20)로부터 서보모터(2)의 실제위치와 위치명령간의 위치오차를 입력받아 적분하는 적분회로(30)와, 판단제어회로(20)에 의해 판단된 결과에 따라 보상토크인 마찰보상값을 산출하는 마찰보상회로(25)를 더 포함 한다.
일반적으로 서보모터(2)는 입력으로서의 위치명령 또는 속도명령과, 서보모터(2)의 출력으로서의 실제위치 또는 실제속도와의 편차를 0으로 하도록 제어하며, 적분회로(30)는 이러한 편차를 0으로 만들기 위해 마련된다. 적분회로(30)는 제1가산부(6)의 출력단에 연결되어 제1가산부(6)에서 산출된 위치오차를 입력받아 적분한다.
마찰보상회로(25)는, 사용자에 의해 설정된 마찰보상값에 따라 마찰을 보상하는 마찰보상부와, 마찰보상이 이루어지지 아니하는 데드밴드(Deadband)설정부와, 지연필터를 포함한다. 위치결정 완료시점에 인접한 구간인 목표위치에서는 마찰보상이 이루어지지 아니하며, 데드밴드 설정부에서는 목표위치에 따라 자동으로 설정된 데드밴드가 설정된다. 이 때, 데드밴드는 사용자에 의해 설정될 수도 있다. 지연필터는 마찰보상부에 의한 마찰보상값을 서서히 상승시킴으로써, 급격한 마찰보상의 상승을 방지한다. 이러한 마찰보상회로(25)는, 토오크 보상을 하며, 모터(2)의 회전방향, 정지여부, 위치오차 정도에 따라 사용자가 설정한 토오크값을 기준으로 적절한 값을 보상한다.
이렇게 마찰보상회로(25)로부터 산출된 토크보상값은 제3가산부(23)에서 적분회로(30)로부터 산출된 속도오차의 적분값과 가산되고, PI가산부(10)로 제공되어 적분연산기(7)에서 산출된 토크명령값에 가산된다.
판단제어회로(20)는, 서보모터(2)의 실제위치와 위치명령 및 속도오차와 실제속도를 입력받는다. 실제위치와 실제속도는 각각 위치제어루프(50)와 속도제어 루프(40)를 통해 피드백받고, 위치명령과 속도오차는 각각 외부로부터의 위치지령과 제2가산부(8)의 출력단으로부터 피드백받으며, 이 때, 실제속도와 속도오차를 입력받으므로 판단제어회로(20)에서는 속도명령을 산출할 수 있다.
판단제어회로(20)는 이렇게 입력 및 산출된 실제위치와 위치명령 및 속도오차와 속도명령으로부터 외부로부터 위치명령의 입력이 있는지 여부와, 서보모터(2)가 목표위치에 도달하였는지에 따라 판단한다. 그리고, 판단제어회로(20)는, 판단결과에 따라 마찰보상회로(25)와 적분연산기(7)를 제어함으로써, 적분연산기(7)의 속도적분게인을 내부적으로 조정하거나, 마찰보상회로(25)로부터 산출되며 토크를 보상하기 위한 마찰보상값과 적분회로(30)로부터 산출된 위치오차의 적분값을 반영할 것인지 여부를 결정한다.
판단제어회로(20)는 위치명령이 입력된 경우 서보모터(2)가 정지중인지 구동중인지를 판단하고, 구동중인 경우에는 부하(4)의 위치가 목표위치에 도달하였는지를 판단한다. 이 때, 목표위치에 도달하였는지 판단하기 위한 조건으로는, 대략 다음의 3가지를 들 수 있다. 첫째, 위치명령이 입력되지 않거나, 둘째, 위치오차가 사용자 정수로 설정된 위치완료펄스 이내이거나, 셋째, 위치 오버슈트가 발생하거나 내부에서 정한 일정 시간이 경과한 경우를 들 수 있다. 상기의 조건들에 의해 판단하여 목표위치에 도달하였다고 판단되면, 판단제어회로(20)는 사용자가 설정한 비례연산기(5)의 위치비례게인을 기준으로 적분연산기(7)의 위치적분게인을 자동으로 설정한 다음, 위치오차를 적분한다.
목표위치에 도달하지 아니한 경우, 판단제어회로(20)의 제어과정은 다음과 같다. 먼저, 판단제어회로(20)에서는 사용자가 선택하고 적분연산기(7)의 속도적분게인 조절의 기준이 될 변수가 사용자가 설정한 값을 초과하였는지 여부를 판단한다. 여기서, 사용자가 선택할 수 있는 변수로는 토크명령, 속도명령, 위치오차를 들 수 있으며, 사용자는 서보모터(2)에 의해 구동되는 부하(4)의 특성에 따라 속도적분게인을 변경할 적절한 값을 설정한다. 판단제어회로(20)에서는 상술한 방법에 의해 부하(4)가 목표위치에 도달하였는지 판단하고, 판단결과 부하(4)가 목표위치에 도달하지 아니한 경우에는 사용자가 선택한 변수가 사용자가 설정한 값을 초과하였는지 여부를 판단한다. 변수가 사용자가 설정한 값을 초과한 경우, 판단제어회로(20)에서는 속도적분게인이 수 %까지 감소되도록 제어함으로써, 오차값을 감소시킬 수 있다. 이 때, 속도적분게인이 0이 되지 않도록 하며, 이는 속도적분게인을 0으로 할 경우 시간단축이 거의 되지 않기 때문이다.
부하(4)가 목표위치에 도달한 경우, 판단제어회로(20)에서는 속도의 오버슈트가 발생하였는지 여부를 판단하고, 위치오차가 판별가능한 최소값 이내에 속하는지 판단한다. 위치오차가 판별가능한 최소값 이상일 경우, 사용자가 미리 설정한 마찰보상값을 PI가산부(10)의 출력단에 가합한다. 그리고, 속도 오버슈트가 발생하거나 위치오차가 0이 되는 순간이 판별되면, 마찰보상값을 점점 감소시켜 제3가산부(23)에 제공한다. 이 때, 지연필터의 시정수에 따라 마찰보상값을 감소시키게 된다. 이와 동시에 적분회로(30)에서 위치오차를 적분한 값을 서서히 증가시켜 제3가산부(23)에 제공하며, 이 때, 위치오차를 적분한 값이 사용자가 설정한 마찰보상값보다 크지 않도록 한다.
이렇게 목표위치에 도달한 경우, 마찰보상값과 위치오차를 적분한 값을 제어시스템(1)에 적용함으로써, 도 2에 도시된 바와 같이, 위치명령에 대한 명령의 궤환이 신속하게 이루어진다. 즉, 위치명령에 대해 도달하는 시간이 단축된다. 도 2 및 도 4에서 Ⅰ은 위치명령곡선이고, Ⅱ는 위치명령에 대한 궤환곡선이다. 종래의 위치명령과 명령의 궤환간의 관계를 나타낸 도 4와 비교해 보면, 명령의 궤환이 종래에 비해 신속하게 이루어졌음을 알 수 있다.
이러한 구성에 의하여, 서보모터(2)에 의해 작동하는 부하(4)가 목표위치에 도달하지 아니한 경우에는, 토크명령, 속도명령, 위치오차가 미리 설정된 범위를 초과하는지를 판단하고, 판단결과 초과하는 경우에는 적분연산기(7)의 속도적분게인을 수%까지 감소시킨다.
또한, 부하(4)가 목표위치에 도달한 경우에는, 마찰보상회로(25)로부터의 마찰보상값을 적용하며, 이 때, 속도 오버슈트가 발생하거나 위치오차가 0이 되면, 마찰보상회로(25)로부터의 마찰보상값을 감소시키고, 위치오차를 적분한 값을 서서히 증가시켜 PI가산부(10)에 가합한다.
이와 같이, 본 발명의 제어시스템(1)에서는 속도명령과 실제속도, 위치명령과 실제위치를 입력으로 한 부하(4)의 상태에 따라, 마찰보상회로(25)로부터의 마찰보상값과 적분회로(30)의 위치오차 적분값을 제어시스템(1)에 적용하도록 함으로써, 제어시스템(1)의 게인이 낮을 때, 부하(4)의 위치도달시간을 단축할 수 있게 된다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 부하의 위치도달시간을 단축할 수 있게 된다.

Claims (8)

  1. 외부로부터의 속도명령과 서보모터의 실제속도와의 차인 속도오차의 비례연산을 실시하는 비례연산기와, 상기 속도오차의 적분연산을 실시하는 적분연산기와, 상기 비례연산기와 상기 적분연산기로부터 산출된 값에 따라 상기 서보모터로 제공되는 전류를 제어하는 전류제어기를 갖는 서보모터의 제어시스템에 있어서,
    상기 서보모터의 실제속도로부터 산출된 실제위치와 상기 속도명령의 적분에 의해 산출된 위치명령과의 차인 위치오차를 적분하는 적분회로와;
    상기 서보모터에 제공되는 토크명령을 보상하기 위해 마찰보상값을 산출하고, 상기 서보모터의 회전방향, 정지여부, 상기 위치오차의 정도에 따라 미리 설정된 일정 폭내에 마찰보상값을 증감시키는 마찰보상회로와;
    상기 서보모터의 실제위치가 목표위치에 도달시, 상기 위치오차와 상기 실제속도에 따라 상기 적분회로로부터의 위치오차의 적분값과 상기 마찰보상회로의 마찰보상값의 적용여부를 결정하는 판단제어회로를 포함하는 것을 특징으로 하는 서보모터의 제어시스템.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 판단제어회로는 상기 목표위치에 도달시 상기 위치오차의 적분값과 마찰보상값을 조절하며, 상기 마찰보상회로로부터의 마찰보상값을 감소시키고, 상기 적분회로의 위치오차 적분값을 상승시키는 것을 특징으로 하는 서보모터의 제어시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    사용자는 토크명령, 속도명령, 위치오차 중 하나를 속도적분게인의 기준이 될 변수로 선택하며, 상기 판단제어회로는 목표위치에 도달하지 아니한 상태에서 상기 선택된 변수가 미리 설정된 범위를 초과하면, 상기 속도적분게인을 일정 범위내에서 감소시키는 것을 특징으로 하는 서보모터의 제어시스템.
  5. 서보모터로 제공되는 속도오차의 비례연산을 실시하는 비례연산기와, 상기 서보모터로 제공되는 속도오차의 적분연산을 실시하는 적분연산기와, 상기 비례연산기와 상기 적분연산기로부터 산출된 값에 따라 상기 서보모터로 제공되는 전류를 제어하는 전류제어기를 갖는 서보모터의 제어방법에 있어서,
    상기 서보모터의 측정속도로부터 추정된 실제위치와 상기 속도명령의 적분에 의해 산출된 위치명령과의 차인 위치오차를 적분회로가 적분하는 단계와;
    상기 서보모터에 제공되는 토크명령을 보상하기 위한 마찰보상값을 마찰보상회로가 산출하고, 상기 서보모터의 회전방향, 정지여부, 상기 위치오차의 정도에 따라 미리 설정된 일정 폭내에 마찰보상값을 증감시키는 단계와;
    상기 위치명령과 상기 실제위치 및 속도명령을 입력받아 상기 서보모터의 실제위치가 목표위치에 도달하였는지 여부를 판단제어회로가 판단하는 단계와;
    상기 목표위치 도달하면, 상기 적분회로로부터의 위치오차의 적분값과 상기 마찰보상회로의 마찰보상값을 상기 비례연산기와 상기 적분연산기로부터의 출력단에 가산하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 서보모터의 제어방법.
  6. 삭제
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 판단제어회로가 상기 위치오차의 적분값과 상기 마찰보상값을 가산하는 단계는, 상기 목표위치에 도달하면 상기 마찰보상회로로부터의 마찰보상값을 감소시키고, 상기 적분회로의 위치오차 적분값을 상승시키는 단계인 것을 특징으로 하는 서보모터의 제어방법.
  8. 제 7 항에 있어서,
    사용자는 토크명령, 속도명령, 위치오차 중 하나를 속도적분게인의 기준이 될 변수로 선택하는 단계와;
    상기 판단제어회로는 목표위치에 도달하지 아니한 상태에서 상기 선택된 변수가 미리 설정된 범위를 초과하면, 상기 속도적분게인을 일정 범위내에서 감소시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 서보모터의 제어방법.
KR1020010040413A 2001-07-06 2001-07-06 서보모터의 제어시스템 및 그 제어방법 KR100805242B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010040413A KR100805242B1 (ko) 2001-07-06 2001-07-06 서보모터의 제어시스템 및 그 제어방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020010040413A KR100805242B1 (ko) 2001-07-06 2001-07-06 서보모터의 제어시스템 및 그 제어방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20030004758A KR20030004758A (ko) 2003-01-15
KR100805242B1 true KR100805242B1 (ko) 2008-02-21

Family

ID=27713750

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010040413A KR100805242B1 (ko) 2001-07-06 2001-07-06 서보모터의 제어시스템 및 그 제어방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR100805242B1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990012448A1 (en) * 1989-04-10 1990-10-18 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Seisakusho Device for controlling servo motor
JPH05207768A (ja) * 1992-01-27 1993-08-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機制御装置
JPH07110717A (ja) * 1993-08-19 1995-04-25 Fanuc Ltd モータの制御方式
US5994864A (en) * 1995-09-11 1999-11-30 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot controller

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1990012448A1 (en) * 1989-04-10 1990-10-18 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Seisakusho Device for controlling servo motor
JPH05207768A (ja) * 1992-01-27 1993-08-13 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電動機制御装置
JPH07110717A (ja) * 1993-08-19 1995-04-25 Fanuc Ltd モータの制御方式
US5994864A (en) * 1995-09-11 1999-11-30 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Robot controller

Also Published As

Publication number Publication date
KR20030004758A (ko) 2003-01-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2954378B2 (ja) 電動機サーボ系の制御装置
US6975087B1 (en) Closed-loop control system
CN107196581B (zh) 用于微调伺服马达的控制装置、方法及计算机可读介质
US20020116075A1 (en) Pulse modulation adaptive control method for activating an electrical device
JP2950149B2 (ja) オートチューニングコントローラ
KR100805242B1 (ko) 서보모터의 제어시스템 및 그 제어방법
JP3252114B2 (ja) 電動モータの制御装置
JPH05134760A (ja) サーボモータの制御方式
US11809148B2 (en) Parameter adjustment method for adjusting control parameters for device that performs servo control
US6920362B2 (en) Control apparatus
JP3654975B2 (ja) 制御系のゲイン自動決定方法
KR101094988B1 (ko) 반포화 비례적분미분 제어기
JP2772407B2 (ja) モータ制御装置
JP2850076B2 (ja) 制御装置
JPS63310001A (ja) 制御装置
JP3018445B2 (ja) 産業用システムの制御特性のチューニング方法
SU1758260A1 (ru) Способ регулировани энергетической установки
JP2501893B2 (ja) 比例積分調節器の出力制限方法
KR100794893B1 (ko) 모터 제어 장치
JPH07111642B2 (ja) スライディングモード制御方式
JPS6122807B2 (ko)
JP2023039601A (ja) サーボアンプのオートチューニング方法及びモータ制御装置
JPH07322665A (ja) 電動機制御装置
JPH062644A (ja) 調速制御装置
JPH11119833A (ja) 位置調節器のゲイン調整装置

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
G170 Re-publication after modification of scope of protection [patent]
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20130131

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20140129

Year of fee payment: 7

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20150202

Year of fee payment: 8

LAPS Lapse due to unpaid annual fee