JPH0561552A - サーボモータのフイードフオワード制御方式 - Google Patents
サーボモータのフイードフオワード制御方式Info
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- JPH0561552A JPH0561552A JP22318391A JP22318391A JPH0561552A JP H0561552 A JPH0561552 A JP H0561552A JP 22318391 A JP22318391 A JP 22318391A JP 22318391 A JP22318391 A JP 22318391A JP H0561552 A JPH0561552 A JP H0561552A
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 2
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 230000004043 responsiveness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【構成】 起動初期における位置指令値が小さくなるよ
うな曲線を位置指令として与え、この位置指令を微分し
て得られる位置のフィードフォワード制御量を、位置ル
ープ制御回路１で得られた制御量に加算して速度指令と
なし、上記位置指令を２階微分または上記位置のフィー
ドフォワード制御量を微分して得られる速度のフィード
フォワード制御量を、速度ループ制御回路２で得られた
制御量に加算して電流指令としたサーボモータのフィー
ドフォワード制御方式である。 【効果】 起動初期における位置指令値が小さくなるよ
うな曲線を位置指令として与えるため、起動初期の位置
指令が極力小さく抑えられ、したがってサーボ系の飽和
が防止されて、フィードフォワード制御量が主体として
機能することにより、従来の位置指令終端部に見られる
ようなオーバシュートの発生が防止される。
うな曲線を位置指令として与え、この位置指令を微分し
て得られる位置のフィードフォワード制御量を、位置ル
ープ制御回路１で得られた制御量に加算して速度指令と
なし、上記位置指令を２階微分または上記位置のフィー
ドフォワード制御量を微分して得られる速度のフィード
フォワード制御量を、速度ループ制御回路２で得られた
制御量に加算して電流指令としたサーボモータのフィー
ドフォワード制御方式である。 【効果】 起動初期における位置指令値が小さくなるよ
うな曲線を位置指令として与えるため、起動初期の位置
指令が極力小さく抑えられ、したがってサーボ系の飽和
が防止されて、フィードフォワード制御量が主体として
機能することにより、従来の位置指令終端部に見られる
ようなオーバシュートの発生が防止される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、移送機械の移送軸また
はロボットのアームなどを駆動するサーボモータのフィ
ードフォワード制御方式に関するものである。
はロボットのアームなどを駆動するサーボモータのフィ
ードフォワード制御方式に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】通常、サーボモータを使用して、移送
軸、ロボットのアームなどを制御する場合、位置偏差量
または追従偏差量を低減させるためにフィードフォワー
ド制御が行われている。特に、移送機械において高速移
送を行う場合、追従遅れに伴う軌跡誤差が生じる。この
ため、この軌跡誤差を少なくするために、位置ループ制
御回路および速度ループ制御回路にフィードフォワード
制御が付加されている。
軸、ロボットのアームなどを制御する場合、位置偏差量
または追従偏差量を低減させるためにフィードフォワー
ド制御が行われている。特に、移送機械において高速移
送を行う場合、追従遅れに伴う軌跡誤差が生じる。この
ため、この軌跡誤差を少なくするために、位置ループ制
御回路および速度ループ制御回路にフィードフォワード
制御が付加されている。
【０００３】従来のこの種のサーボモータにおけるフィ
ードフォワード制御方式を、図５に基づき説明する。こ
のフィードフォワード制御方式は、位置指令（ΘC ）を
位置ループ制御回路１に入力して速度指令（ωC ）を出
力し、この速度指令（ωC ）を速度ループ制御回路２に
入力して電流指令（ｉC ）を出力し、この電流指令（ｉ
C ）を電流制限回路３で電流制限を行った後、電流ルー
プ制御回路４から電圧指令（ＶC ）をモータ駆動部５に
出力し、さらに位置ループ制御回路１から出力された速
度指令（ωC ）および速度ループ制御回路２から出力さ
れた電流指令（ｉC ）に、それぞれ位置および速度のフ
ィードフォワード制御量を加算するようにしたものであ
る。
ードフォワード制御方式を、図５に基づき説明する。こ
のフィードフォワード制御方式は、位置指令（ΘC ）を
位置ループ制御回路１に入力して速度指令（ωC ）を出
力し、この速度指令（ωC ）を速度ループ制御回路２に
入力して電流指令（ｉC ）を出力し、この電流指令（ｉ
C ）を電流制限回路３で電流制限を行った後、電流ルー
プ制御回路４から電圧指令（ＶC ）をモータ駆動部５に
出力し、さらに位置ループ制御回路１から出力された速
度指令（ωC ）および速度ループ制御回路２から出力さ
れた電流指令（ｉC ）に、それぞれ位置および速度のフ
ィードフォワード制御量を加算するようにしたものであ
る。
【０００４】すなわち、位置のフィードフォワード項１
１においては、位置指令（ΘC ）を微分したものに位置
のフィードフォワード係数（αP ）を乗算し、この値を
加減速回路１２に入力し、この加減速回路１２からの出
力（ωf ）を位置指令（ΘC）に加算してフィードフォ
ワード制御をなし、また速度のフィードフォワード項１
３においては、この出力（ωf ）を微分したものに速度
のフィードフォワード係数（αv ）を乗算し、この値を
加減速回路１４に入力し、そしてこの加減速回路１４か
らの出力（ｉf ）を電流指令（ｉC ）に加算してフィー
ドフォワード制御を行うものである。
１においては、位置指令（ΘC ）を微分したものに位置
のフィードフォワード係数（αP ）を乗算し、この値を
加減速回路１２に入力し、この加減速回路１２からの出
力（ωf ）を位置指令（ΘC）に加算してフィードフォ
ワード制御をなし、また速度のフィードフォワード項１
３においては、この出力（ωf ）を微分したものに速度
のフィードフォワード係数（αv ）を乗算し、この値を
加減速回路１４に入力し、そしてこの加減速回路１４か
らの出力（ｉf ）を電流指令（ｉC ）に加算してフィー
ドフォワード制御を行うものである。
【０００５】なお、モータ駆動部５は、電機子抵抗（Ｒ
a ）と電機子インダクタンス（Ｌａ）で表される電気部
２１と、トルク定数（ＫT ）とモータ自身と負荷との慣
性モーメント（Ｊm ）で表される機械部２２と、回転速
度を積分して位置を出力する伝達関数部２３とで構成さ
れている。
a ）と電機子インダクタンス（Ｌａ）で表される電気部
２１と、トルク定数（ＫT ）とモータ自身と負荷との慣
性モーメント（Ｊm ）で表される機械部２２と、回転速
度を積分して位置を出力する伝達関数部２３とで構成さ
れている。
【０００６】また、上記機械部２２からの出力（ω）は
送起電力定数（ＫE ）が乗算されたものが電気部２１の
入力にフィードバックされており、また電気部２１、機
械部２２および伝達関数部２３からの出力（ｉ，ω，
Θ）がそれぞれの箇所にフィードバックされている。
送起電力定数（ＫE ）が乗算されたものが電気部２１の
入力にフィードバックされており、また電気部２１、機
械部２２および伝達関数部２３からの出力（ｉ，ω，
Θ）がそれぞれの箇所にフィードバックされている。
【０００７】このように、各フィードフォワード項１
１，１３にリニアの加減速回路１２，１４を付加するこ
とにより、フィードフォワード制御量の急激な変化を防
止し、応答性を改善してサーボ系の安定化を図るように
されている。
１，１３にリニアの加減速回路１２，１４を付加するこ
とにより、フィードフォワード制御量の急激な変化を防
止し、応答性を改善してサーボ系の安定化を図るように
されている。
【０００８】また、上記構成において、慣性負荷が増大
してくると、フィードバック制御量とフィードフォワー
ド制御量との加算値が、サーボモータおよび電流増幅部
の制限値を越える場合が発生する。したがって、これら
を保護するために電流制限回路４が設けられて、通常２
００％を越える部分が切り捨てられている。
してくると、フィードバック制御量とフィードフォワー
ド制御量との加算値が、サーボモータおよび電流増幅部
の制限値を越える場合が発生する。したがって、これら
を保護するために電流制限回路４が設けられて、通常２
００％を越える部分が切り捨てられている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
フィードフォワード制御方式において、ランプ入力を行
ったときの、位置、速度、電流の変化をグラフに示す
と、図６のようになる。
フィードフォワード制御方式において、ランプ入力を行
ったときの、位置、速度、電流の変化をグラフに示す
と、図６のようになる。
【００１０】このグラフから分かるように、電流制限が
かかった場合、サーボ系の応答性が改善されているが、
終端部でオーバシュート（ａ）が発生するという問題が
ある。
かかった場合、サーボ系の応答性が改善されているが、
終端部でオーバシュート（ａ）が発生するという問題が
ある。
【００１１】これは、フィードフォワード制御量が電流
制限値以下であるにもかかわらず、フィードバック制御
量が大きすぎて、電流制限がかかってしまうためであ
る。そこで、本発明は上記問題を解消し得るサーボモー
タにおけるフィードフォワード制御方式を提供すること
を目的とする。
制限値以下であるにもかかわらず、フィードバック制御
量が大きすぎて、電流制限がかかってしまうためであ
る。そこで、本発明は上記問題を解消し得るサーボモー
タにおけるフィードフォワード制御方式を提供すること
を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のサーボモータのフィードフォワード制御方
式は、起動初期における位置指令値が小さくなるような
曲線を位置指令として与え、この位置指令を微分して得
られる位置のフィードフォワード制御量を、位置ループ
制御回路で得られた制御量に加算して速度指令となし、
上記位置指令を２階微分または上記位置のフィードフォ
ワード制御量を微分して得られる速度のフィードフォワ
ード制御量を、速度ループ制御回路で得られた制御量に
加算して電流指令とした制御方式である。
め、本発明のサーボモータのフィードフォワード制御方
式は、起動初期における位置指令値が小さくなるような
曲線を位置指令として与え、この位置指令を微分して得
られる位置のフィードフォワード制御量を、位置ループ
制御回路で得られた制御量に加算して速度指令となし、
上記位置指令を２階微分または上記位置のフィードフォ
ワード制御量を微分して得られる速度のフィードフォワ
ード制御量を、速度ループ制御回路で得られた制御量に
加算して電流指令とした制御方式である。
【００１３】
【作用】上記の構成によると、起動初期における位置指
令値が小さくなるような曲線を位置指令として与えるた
め、起動初期の位置指令が極力小さく抑えられ、したが
ってサーボ系の飽和が防止されて、フィードフォワード
制御量が主体として機能する。このため、従来の位置指
令終端時に見られるようなオーバシュートの発生が防止
される。
令値が小さくなるような曲線を位置指令として与えるた
め、起動初期の位置指令が極力小さく抑えられ、したが
ってサーボ系の飽和が防止されて、フィードフォワード
制御量が主体として機能する。このため、従来の位置指
令終端時に見られるようなオーバシュートの発生が防止
される。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図１〜図４に基づ
き説明する。なお、本発明の要旨は、サーボモータのフ
ィードフォワード制御方式において、その位置ループ制
御および速度ループ制御の部分にあるため、本実施例に
おいては、この部分についてだけ説明するとともに、従
来例で説明したものと同一の制御部分については、同一
部品番号を付してその説明を省略する。
き説明する。なお、本発明の要旨は、サーボモータのフ
ィードフォワード制御方式において、その位置ループ制
御および速度ループ制御の部分にあるため、本実施例に
おいては、この部分についてだけ説明するとともに、従
来例で説明したものと同一の制御部分については、同一
部品番号を付してその説明を省略する。
【００１５】すなわち、本実施例におけるサーボモータ
のフィードフォワード制御方式においては、従来例にお
ける加減速回路を無くすとともに、位置ループ制御回路
１の入力側に運動曲線創成回路３１を付加し、位置指令
として起動初期の位置指令値が極力小さくなるような運
動曲線を使用するようにしている。
のフィードフォワード制御方式においては、従来例にお
ける加減速回路を無くすとともに、位置ループ制御回路
１の入力側に運動曲線創成回路３１を付加し、位置指令
として起動初期の位置指令値が極力小さくなるような運
動曲線を使用するようにしている。
【００１６】なお、この運動曲線としては、正弦曲線
系、多項式系の曲線が使用される。具体的な曲線として
は、図２に示すような曲線が使用される。そして、この
構成において、運動曲線創成回路３１により、例えば図
２に示すような運動曲線が位置指令（ΘC ）として位置
ループ制御回路１に入力され、さらにこの位置指令（Θ
C ）の微分値に位置のフィードフォワード係数（αP ）
が乗算されたフィードフォワード制御量（ωf ）が、位
置ループ制御回路１で得られた制御量（ωC ）に加算さ
れて速度指令とされる。そして、また上記位置指令（Θ
C ）の２階微分値に速度のフィードフォワード係数（α
v ）が乗算されたフィードフォワード制御量（ｉf ）
が、速度ループ制御回路２で得られた制御量（ｉC ）に
加算されて電流指令とされる。
系、多項式系の曲線が使用される。具体的な曲線として
は、図２に示すような曲線が使用される。そして、この
構成において、運動曲線創成回路３１により、例えば図
２に示すような運動曲線が位置指令（ΘC ）として位置
ループ制御回路１に入力され、さらにこの位置指令（Θ
C ）の微分値に位置のフィードフォワード係数（αP ）
が乗算されたフィードフォワード制御量（ωf ）が、位
置ループ制御回路１で得られた制御量（ωC ）に加算さ
れて速度指令とされる。そして、また上記位置指令（Θ
C ）の２階微分値に速度のフィードフォワード係数（α
v ）が乗算されたフィードフォワード制御量（ｉf ）
が、速度ループ制御回路２で得られた制御量（ｉC ）に
加算されて電流指令とされる。
【００１７】そして、この電流指令が電流制限回路３を
経て電流ループ制御回路４に入力された後、モータ駆動
部５側に出力される。ここで、例えば位置指令（ΘC ）
として、三次曲線および正弦曲線を使用した場合の速度
指令、電流指令および制御位置をそれぞれ図３および図
４に示す。
経て電流ループ制御回路４に入力された後、モータ駆動
部５側に出力される。ここで、例えば位置指令（ΘC ）
として、三次曲線および正弦曲線を使用した場合の速度
指令、電流指令および制御位置をそれぞれ図３および図
４に示す。
【００１８】このグラフから分かるように、起動初期の
位置指令を極力小さく抑えて、サーボ系の飽和を防ぎ、
フィードフォワード制御量を主体としてサーボ系を機能
させることにより、従来の位置指令終端部に見られるよ
うなオーバシュートの発生が無くなった。
位置指令を極力小さく抑えて、サーボ系の飽和を防ぎ、
フィードフォワード制御量を主体としてサーボ系を機能
させることにより、従来の位置指令終端部に見られるよ
うなオーバシュートの発生が無くなった。
【００１９】ところで、上記実施例においては、位置お
よび速度のフィードフォワード項１１，１３を並列に接
続したが、例えば図１の仮想線にて示すように、位置の
フィードフォワード項１１と速度のフィードフォワード
項１３とを直列に接続した場合でも、上記実施例と同様
の効果を有する。
よび速度のフィードフォワード項１１，１３を並列に接
続したが、例えば図１の仮想線にて示すように、位置の
フィードフォワード項１１と速度のフィードフォワード
項１３とを直列に接続した場合でも、上記実施例と同様
の効果を有する。
【００２０】なお、この場合、速度のフィードフォワー
ド項１３においては、位置のフィードフォワード項１１
で得られた制御量を微分したものに速度のフィードフォ
ワード係数（αv ）が乗算される。
ド項１３においては、位置のフィードフォワード項１１
で得られた制御量を微分したものに速度のフィードフォ
ワード係数（αv ）が乗算される。
【００２１】
【発明の効果】以上のように本発明の構成によると、起
動初期における位置指令値が小さくなるような曲線を位
置指令として与えるため、起動初期の位置指令が極力小
さく抑えられ、したがってサーボ系の飽和が防止され
て、フィードフォワード制御量が主体として機能するこ
とにより、従来の位置指令終端部に見られるようなオー
バシュートの発生が防止される。
動初期における位置指令値が小さくなるような曲線を位
置指令として与えるため、起動初期の位置指令が極力小
さく抑えられ、したがってサーボ系の飽和が防止され
て、フィードフォワード制御量が主体として機能するこ
とにより、従来の位置指令終端部に見られるようなオー
バシュートの発生が防止される。
【図１】本発明の一実施例におけるサーボモータのフィ
ードフォワード制御方式を示すブロック図である。
ードフォワード制御方式を示すブロック図である。
【図２】同実施例で位置指令として使用される曲線を示
すグラフである。
すグラフである。
【図３】同実施例におけるサーボ系の位置、速度、電流
の変化を示すグラフである。
の変化を示すグラフである。
【図４】同実施例におけるサーボ系の位置、速度、電流
の変化を示すグラフである。
の変化を示すグラフである。
【図５】従来例におけるサーボモータのフィードフォワ
ード制御方式を示すブロック図である。
ード制御方式を示すブロック図である。
【図６】従来例におけるサーボ系の位置、速度、電流の
変化を示すグラフである。
変化を示すグラフである。
１ 位置ループ制御回路 ２ 速度ループ制御回路 ３ 電流制限回路 ５ モータ駆動部 １１ 位置のフィードフォワード項 １３ 速度のフィードフォワード項 ３１ 運動曲線創成回路
Claims (1)
- 【請求項１】起動初期における位置指令値が小さくなる
ような曲線を位置指令として与え、この位置指令を微分
して得られる位置のフィードフォワード制御量を、位置
ループ制御回路で得られた制御量に加算して速度指令と
なし、上記位置指令を２階微分または上記位置のフィー
ドフォワード制御量を微分して得られる速度のフィード
フォワード制御量を、速度ループ制御回路で得られた制
御量に加算して電流指令としたことを特徴とするサーボ
モータのフィードフォワード制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22318391A JPH0561552A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | サーボモータのフイードフオワード制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22318391A JPH0561552A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | サーボモータのフイードフオワード制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0561552A true JPH0561552A (ja) | 1993-03-12 |
Family
ID=16794109
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22318391A Pending JPH0561552A (ja) | 1991-09-04 | 1991-09-04 | サーボモータのフイードフオワード制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0561552A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6336941A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-17 | Komatsu Ltd | タ−ンオ−バ装置の位置決め制御方法 |
| JPH02297611A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-10 | Fanuc Ltd | 速度・加速度のフィードフォアードを含むスライディングモード制御方式 |
| JPH0315911A (ja) * | 1989-03-20 | 1991-01-24 | Fanuc Ltd | サーボモータのフィードフォワード制御方法 |
| JPH03118618A (ja) * | 1989-09-30 | 1991-05-21 | Fanuc Ltd | 制振効果を持つスライディングモード制御による制御方式 |
-
1991
- 1991-09-04 JP JP22318391A patent/JPH0561552A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6336941A (ja) * | 1986-07-29 | 1988-02-17 | Komatsu Ltd | タ−ンオ−バ装置の位置決め制御方法 |
| JPH0315911A (ja) * | 1989-03-20 | 1991-01-24 | Fanuc Ltd | サーボモータのフィードフォワード制御方法 |
| JPH02297611A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-10 | Fanuc Ltd | 速度・加速度のフィードフォアードを含むスライディングモード制御方式 |
| JPH03118618A (ja) * | 1989-09-30 | 1991-05-21 | Fanuc Ltd | 制振効果を持つスライディングモード制御による制御方式 |
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