KR920010864B1 - 로보트 위치제어의 적분 제어방법 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

로보트 위치제어의 적분 제어방법

제1도는 종래의 로보트 위치제어의 적분제어방법의 자동제어도.

제2도는 본 발명의 위치제어의 적분제어방법의 자동제어도.

제3도는 본 발명의 로보트 위치제어의 적분제어방법의 동작순서를 도시한 플로우챠트.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1,1′ : 비례제어기 2,2′ : 적분제어기

3,3′ : 미분제어기 4,4′ : 적분제한제어기

5 : 이득제어기 6,6′ : 로보트

C,C′ : 정상위치데이타값 e,e′ : 위치에러데이타값

y,y′ : 현재위치데이타값 G1∼G6 : 가합점

본 발명은 비례적분미분제어 동작에 의해 로보트 위치를 제어하는데 있어서, 정상적인 진행위치에서 벗어난 로보트의 위치변동에 따른 출력변화에 신속하게 대응하여 항상 로보트가 정확한 경로를 유지토록 하는 로보트 위치제어의 적분제어방법에 관한 것이다.

종래에 제1도에 도시한 바와같이, 로보트(6)의 현재위치데이타값(y)이 피드백(feedback)되어 정상위치데이타값(C)과 가합점(G1)에서 비교되고, 상기 비교결과 로보트(6)가 정상적인 위치에서 이탈하였다는 위치에러값(e)이 판별되었을 경우 비례제어기(1), 적분제어기(2) 및 미분제어기(3)에 의해 비례제어, 적분제어(2) 및 미분제어(3)를 행하게 되고, 상기 비례적분 미분제어(PID(Proportional Integral Differential)제어)의 출력데이타가 가합점(G2)에서 가합된다.

이때, 상기 적분제어를 행한 출력데이타값(i1)은 적분제한 제어기(4)에 의해 본래 설정된 일정한 값 이상(max) 또는 이하(min)로는 상기 위치에러데이타값(e)을 적분할 수 없도록 한다.

즉, 상기 적분제어를 행하는데 있어서, 본래 설정된 일정한 값으로 제한하지 않을 경우에는 상기 위치에러데이타값(e)이 계속 가중되어 오버슈트(overshoot)가 커질 염려가 있기 때문에 적분제한제어를 행하는 것이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 로보트 위치제어의 적분제어방법에 있어서는, 상기 적분제한제어기(4)에 의해 응답에서의 오버슈트는 감소시킬 수 있으나, 상기 적분제한제어기(4)에 의해 위치에러데이타값(e)이 적분되기 이전의 적분제어기(2) 출력데이타값은 계속 적분될 수 밖에 없어 결국 로보트의 위치제어가가능한 임의의 값 이상 또는 이하가 되어 제어가 불가능한 지경에까지 이를수 있을 뿐만 아니라, 로보트의 현재위치에 대한 출력값이 순간적으로 변화할 경우에도 많은량의 에러값을 적분함으로써 정상적인 제어가 가능하기까지에는 상당히 시간이 필요하다는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로써, 본 발명의 목적은 설정된 적분 제한값이상 및 이하로 포함된 값을 제거하여 로보트의 출력변화에 신속하게 대응하도록 하는 로보트 위치제어의 적분제어방법을 제공하는데 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의하여 로보트 위치제어의 적분제어방법은, 구동중인 로보트의 현재위치데이타값을 피드백시키는 위치피드백 스텝과, 상기 피드백된 로보트의 현재위치데이타값을 정상위치데이타값과 비교하여 발생되는 위치에러값에 대하여 비례적분 미분제어하는 비례적분 미분제어스텝과, 적분제어기의 출력데이타값을 제한적으로 제어하여 적분제어기에 입력되는 상기 위치에러값을 감(減)하는 이득제어 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 일실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

제2도는 본 발명의 로보트 위치제어의 적분제어방법의 자동제어도이고, 제3도는 본 발명의 로보트 위치제어의 적분제어방법의 동작순서를 도시한 플로우챠트이다.

제2도에 있어서, (1′)는 피드백 제어에서 제어동작이 P(Proportional)동작 즉, 편차에 비례한 신호를 내는 비례동작을 행하는 비례제어기이고, (2′)는 I(Intergral)동작 즉, 전류편차를 제거하기 위한 신호를 내는 적분제어기이며, (3′)는 D(Differential)동작 즉, 응답을 신속하게 행하기 위한 미분제어기이다.

또한, (4′)는 상기 적분제어를 행한 출력데이타값(i′1)을 상,하로 제한해 주는 적분제한 제어기이고, (5)는 상기 적분제어기(2′)의 출력과 적분제한제어기(4)의 출력의 차를 비교하여 얻어진 데이타값에 따라 적절하게 동작하는 이득제어이다.

한편, 상기 비례제어기(1′), 적분제어기(2′) 및 미분제어기(3′)의 동작비율은 조절계의 설정조건에 따라 변동이 가능하다.

이와같이 구성되는 본 발명의 로보트 위치제어의 적분제어방법은, 적분제한제어기(4′)에 설정된 데이타값이상 및 이하로 포화된 값은 피드백되어 상기 이득제어기(5)에 의해 제거됨으로써, 로보트의 위치변화에 대해 신속하게 대응할 수 있는 것이다.

이어서, 제3도를 제2도와 연관하여 설명한다.

제3도에 있어서, S는 스텝(단계)을 의미한다.

본 발명은 로보트의 구동방향이 정확하게 유지되도록 하는 것이 목적이므로, 정상적인 위치값과의 편차를 판별하기 위해서 스텝 S1에서 진행중인 로보트의 현재위치데이타값(y′)을 피드백시킨다.

다음에, 스텝 S2에서 정상위치데이타값(C′)과 현재위치데이타값(y′)이 가합점(G3)에서 가합되어 위치에러(e′)가 발생되었는지의 여부를 판별한다.

상기 가합점(G3)에서의 판별결과, 위치에러(e′)가 발생되었을 경우(yes일 경우)에는 스텝 S3로 나아가서 비례제어기(1′), 적분제어기(2′) 및 미분제어기(3′)에 의해 비례제어, 적분제어 및 미분제어를 수행한다.

이때, 상기 수행되는 적분제어기의 출력데이타값(i′1)은 적분제한제어기(4′)의 기능에 의해 적분제한값으로 설정된 최대값(max)이상 및 최소값(min)이하가 계속 포화상태가 되지 않도록 한다.

즉, 스텝 S4에서 상기 적분제어를 수행함으로 인해 위치에러값(e′)이 계속 누적되지 않도록 적분제어 출력값(i′1)과 적분제한제어기(4′)에 설정되어 있는 최대값 및 최소값과 비교되어 상기 적분제어기출력값(i′1)이 적분제한제어기(4′)의 최대값에 비해 클 경우(yes일 경우) 및 상기 적분제어기출력값(i′1)이 적분제한제어기(4′)의 최소값에 비해 작을 경우(yes일 경우)에는 스텝 S5로 나아가서 상기 적분제어기(2′)의 출력값(i′1)이 최대 및 최소가 되도록 한다.

다음에, 스텝 S6로 나아가서 이득제어기(6)에 의해 이득제어를 수행한다.

즉, 상기 적분제어기(2′)의 출력값(i′1)이 적분제한제어기(4′)에 설정된 최대값 이상으로 포화된 값과 최소값 이하로 포화된 값은 피드백되어 가합점(G6)에서 상기 적분제어가 수행된 출력값과 가합되며 상기 가합된 데이타값 즉 적분제어기(2′)의 출력값(i′1)에서 적분제한제어기(4′)의 출력값(i′2)이 감해진 데이타값(i′1-i′2)이 제거되는 식으로 이득제어가 행해지는 것이다.

결국 상기 이득제어가 수행된 값은 가합점(G4)에서 가합되어 적분제어기(2′)에 입력되는 위치에러값(e′)을 감소시키는 것이다.

이와같이 본 발명의 로보트 위치제어의 적분제어방법에 의하면, 적분제한 최대값 이상 및 최소값 이하는 제거함으로써, 오버슈트 및 언더슈트를 방지하여 로보트의 정상위치를 유지하기 위한 신속한 대응이 가능하다는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 구동중인 로보트의 현재위치 데이타값을 피드백시키는 위치 피드백 스텝과, 상기 피드백된 로보트의 현재위치데이타값을 정상위치데이타값과 비교하여 발생되는 위치에러값에 대하여 비례적분미분 제어하는 비례 적분미분제어 스텝과, 적분제어의 출력데이타값을 제한적으로 제어하며 적분제어에 입력되는 상기 위치에러값을 감(減)하는 이득제어기 스텝으로 이루어진 것을 특징으로 하는 로보트 위치제어의 적분제어방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 이득제어 스텝은 적분제한제어기에 설정되어 있는 최대값 이상 최소값 이하를 제거하는 것을 특징으로 하는 로보트 위치제어의 적분제어방법.
3. 제1항에 있어서, 상기 적분제어기는 적분제한 제어기에 설정되어 있는 최대값 이상 및 최소값 이하의 값을 이득제어기에서 제거하여 항상 최대값 및 최소값 이내의 값에 대한 제어를 행하는 것을 특징으로 하는 로보트 위치제어의 적분제어방법.