JP3357530B2 - 停止位置制御方法および装置 - Google Patents
停止位置制御方法および装置Info
- Publication number
- JP3357530B2 JP3357530B2 JP05437196A JP5437196A JP3357530B2 JP 3357530 B2 JP3357530 B2 JP 3357530B2 JP 05437196 A JP05437196 A JP 05437196A JP 5437196 A JP5437196 A JP 5437196A JP 3357530 B2 JP3357530 B2 JP 3357530B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- speed
- time
- stop
- holding
- speed command
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Stopping Of Electric Motors (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、速度調整手段によ
り速度制御された電動機を用いて駆動される移動機構に
より、物体を所定の距離移動する場合の停止位置制御方
法および装置に関するものである。
り速度制御された電動機を用いて駆動される移動機構に
より、物体を所定の距離移動する場合の停止位置制御方
法および装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、電動機により駆動される移動機構
を用いて物体を所定の距離移動する場合、位置を検出し
帰還制御したり、あるいは所定の距離移動するのに必要
な速度指令により速度制御することにより、位置制御し
ている。
を用いて物体を所定の距離移動する場合、位置を検出し
帰還制御したり、あるいは所定の距離移動するのに必要
な速度指令により速度制御することにより、位置制御し
ている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような位置制御方
法では、位置制御系の応答遅れや、速度制御系の応答遅
れのため、停止時に位置誤差が残存するという問題があ
る。また、負荷変化,電源変動等の外乱のため、所定の
位置精度が実現できない問題がある。あるいは、速度指
令が固定されているため修正ができず、停止位置誤差を
発生するという問題がある。
法では、位置制御系の応答遅れや、速度制御系の応答遅
れのため、停止時に位置誤差が残存するという問題があ
る。また、負荷変化,電源変動等の外乱のため、所定の
位置精度が実現できない問題がある。あるいは、速度指
令が固定されているため修正ができず、停止位置誤差を
発生するという問題がある。
【0004】本発明の目的は、移動の減速期間に、停止
するまでの距離に必要な速度指令を不連続にあるいは連
続的に発生し、速度修正を続けることにより、精度の高
い停止位置制御方法を提供することにある。
するまでの距離に必要な速度指令を不連続にあるいは連
続的に発生し、速度修正を続けることにより、精度の高
い停止位置制御方法を提供することにある。
【0005】本発明の他の目的は、上記方法を実施する
停止位置制御装置を提供することにある。
停止位置制御装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため、減速期間に現在の時刻,物体の速度,物
体の位置を測定し、それらの諸量を用いて算出した減速
指令により減速し停止することを特徴とする。すなわ
ち、物体が所定の距離を移動するのに必要な減速指令を
与えて、速度調整手段により速度制御された電動機によ
り駆動される移動機構において、減速時点の物体の速度
および位置を検出して保持し、それらの値を用いて停止
に必要な時刻を停止時刻計算手段により算出し、所定位
置に停止できる速度指令を速度指令発生手段により発生
し、速度調整手段に与えることにより、精度のよい停止
位置制御を実行する。
達成するため、減速期間に現在の時刻,物体の速度,物
体の位置を測定し、それらの諸量を用いて算出した減速
指令により減速し停止することを特徴とする。すなわ
ち、物体が所定の距離を移動するのに必要な減速指令を
与えて、速度調整手段により速度制御された電動機によ
り駆動される移動機構において、減速時点の物体の速度
および位置を検出して保持し、それらの値を用いて停止
に必要な時刻を停止時刻計算手段により算出し、所定位
置に停止できる速度指令を速度指令発生手段により発生
し、速度調整手段に与えることにより、精度のよい停止
位置制御を実行する。
【0007】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の一実施例の停止
位置制御装置のブロック図である。
位置制御装置のブロック図である。
【0008】物体は移動機構3により移動され、この移
動機構3は電動機2により駆動される。電動機2は、停
止位置制御装置20により停止位置が制御される。
動機構3は電動機2により駆動される。電動機2は、停
止位置制御装置20により停止位置が制御される。
【0009】この停止位置制御装置20は、全移動量p
M ,速度−位置変換定数Kp ,加速終了時刻t1 ,減速
開始時刻t2 ,停止時刻t3 を入力する定数入力手段1
0と、起動後の実時刻を発生する実時刻発生手段7と、
制御初期時刻を保持する標本時刻保持手段8と、電動機
速度を検出する速度検出手段4と、検出された電動機速
度を用いて制御初期時刻における速度を保持する標本速
度保持手段9と、物体の位置を検出する位置検出手段5
と、検出された物***置を用いて制御初期時刻における
位置を保持する標本位置保持手段6と、制御初期時刻後
の移動量すなわち到達距離を計算する到達距離計算手段
11と、入力定数,得られた標本速度,到達距離等を用
いて停止時刻を算出する停止時刻計算手段12と、算出
された停止時刻を用いて停止するまでの速度指令を発生
する速度指令発生手段13と、この発生された速度指令
により電動機2を速度調整する速度調整手段1とにより
構成されている。
M ,速度−位置変換定数Kp ,加速終了時刻t1 ,減速
開始時刻t2 ,停止時刻t3 を入力する定数入力手段1
0と、起動後の実時刻を発生する実時刻発生手段7と、
制御初期時刻を保持する標本時刻保持手段8と、電動機
速度を検出する速度検出手段4と、検出された電動機速
度を用いて制御初期時刻における速度を保持する標本速
度保持手段9と、物体の位置を検出する位置検出手段5
と、検出された物***置を用いて制御初期時刻における
位置を保持する標本位置保持手段6と、制御初期時刻後
の移動量すなわち到達距離を計算する到達距離計算手段
11と、入力定数,得られた標本速度,到達距離等を用
いて停止時刻を算出する停止時刻計算手段12と、算出
された停止時刻を用いて停止するまでの速度指令を発生
する速度指令発生手段13と、この発生された速度指令
により電動機2を速度調整する速度調整手段1とにより
構成されている。
【0010】本実施例の動作を説明する前に、本発明の
原理を図2を参照して説明する。図2において、(A)
は、時刻tに対する電動機速度nを示すグラフであり、
(B)は、時刻tに対する物体の移動位置pを示すグラ
フである。
原理を図2を参照して説明する。図2において、(A)
は、時刻tに対する電動機速度nを示すグラフであり、
(B)は、時刻tに対する物体の移動位置pを示すグラ
フである。
【0011】図1(A)の時刻tと電動機速度nのグラ
フにおいて、nR は所定距離移動するのに必要な基準速
度指令で、nM はその最大速度、t1 は加速終了時刻、
t2は減速開始時刻、t3 は停止時刻である。また、
n′は減速時の電動機速度、t0 は速度計測時刻、n0
はその時点における電動機速度、nR ′は新しい速度指
令、t3Rは新しい速度指令における停止時刻である。図
2(B)の時刻tと位置pのグラフにおいて、pM は移
動距離、Δpは時刻t0 における位置誤差である。
フにおいて、nR は所定距離移動するのに必要な基準速
度指令で、nM はその最大速度、t1 は加速終了時刻、
t2は減速開始時刻、t3 は停止時刻である。また、
n′は減速時の電動機速度、t0 は速度計測時刻、n0
はその時点における電動機速度、nR ′は新しい速度指
令、t3Rは新しい速度指令における停止時刻である。図
2(B)の時刻tと位置pのグラフにおいて、pM は移
動距離、Δpは時刻t0 における位置誤差である。
【0012】通常、図2(A)に示す基準速度指令nR
により、誤差が零の状態で電動機が動作すると、図2
(B)に示すように移動位置pはグラフpR で示すよう
に変化し、時刻t3 において移動距離はpM となり停止
する。ところが図2(A)の時刻t0 において、電動機
速度がn′のように誤差を生ずると、図2(B)に示す
ように位置誤差Δpを発生する。停止時にこの位置誤差
を零とするためには、時刻t0 後は図2(A)の2つの
斜線部分の面積が等しくなるような新しい速度指令
nR ′により電動機を駆動する必要がある。
により、誤差が零の状態で電動機が動作すると、図2
(B)に示すように移動位置pはグラフpR で示すよう
に変化し、時刻t3 において移動距離はpM となり停止
する。ところが図2(A)の時刻t0 において、電動機
速度がn′のように誤差を生ずると、図2(B)に示す
ように位置誤差Δpを発生する。停止時にこの位置誤差
を零とするためには、時刻t0 後は図2(A)の2つの
斜線部分の面積が等しくなるような新しい速度指令
nR ′により電動機を駆動する必要がある。
【0013】いま、時刻t0 における位置をp0 とする
と、位置誤差Δpは次式で表される。
と、位置誤差Δpは次式で表される。
【0014】
【数1】
【0015】ここに、pM は全移動距離、n0 は時刻t
0 における速度、Δtは到達時間、Pは回転数−位置変
換定数である。
0 における速度、Δtは到達時間、Pは回転数−位置変
換定数である。
【0016】
【数2】
【0017】したがって、停止時刻t3Rは次式のように
なる。
なる。
【0018】
【数3】
【0019】そこで、式(3)の値を用いて次式に示す
減速指令nR ′(t)を発生し、これを速度調整手段1
に与える。
減速指令nR ′(t)を発生し、これを速度調整手段1
に与える。
【0020】
【数4】
【0021】以上が本発明の停止位置制御方法の根本原
理である。
理である。
【0022】図1に戻り、所定の移動距離pM に必要な
速度指令nR (図2(A))が速度調整手段1に与えら
れて、電動機2が動作し、移動機構3により物体が移動
する。このとき、電動機速度nが速度検出手段4により
検出され、また物体の位置pが位置検出手段5により検
出される。
速度指令nR (図2(A))が速度調整手段1に与えら
れて、電動機2が動作し、移動機構3により物体が移動
する。このとき、電動機速度nが速度検出手段4により
検出され、また物体の位置pが位置検出手段5により検
出される。
【0023】起動後の時刻tは、実時刻発生手段7によ
り発生され、減速期間(t≧t2 )の任意の時刻t0 が
標本時刻保持手段8により保持される。同時に、そのと
きの速度n0 が標本速度保持手段9により保持され、ま
たそのときの物***置p0 が標本位置保持手段6に保持
される。定数入力手段10に入力された移動距離pMを
用いて、式(1)により到達距離Δpが到達距離計算手
段11により算出される。算出された到達距離Δp、標
本速度保持手段9により保持されている標本速度n0 、
定数入力手段に入力された回転数−位置変換定数Kp の
諸量を用いて、停止時刻t 3R を式(3)により停止時刻
計算手段12で算出する。算出された停止時刻t 3R ,標
本時刻t0 ,標本速度n0 の諸量を用いて修正すべき速
度指令nR ′(t)を速度指令発生手段13により、式
(4)を用いて算出し、それが速度調整手段1の速度指
令として与えられる。この速度指令により、停止時刻t
3Rで精度よく停止する。
り発生され、減速期間(t≧t2 )の任意の時刻t0 が
標本時刻保持手段8により保持される。同時に、そのと
きの速度n0 が標本速度保持手段9により保持され、ま
たそのときの物***置p0 が標本位置保持手段6に保持
される。定数入力手段10に入力された移動距離pMを
用いて、式(1)により到達距離Δpが到達距離計算手
段11により算出される。算出された到達距離Δp、標
本速度保持手段9により保持されている標本速度n0 、
定数入力手段に入力された回転数−位置変換定数Kp の
諸量を用いて、停止時刻t 3R を式(3)により停止時刻
計算手段12で算出する。算出された停止時刻t 3R ,標
本時刻t0 ,標本速度n0 の諸量を用いて修正すべき速
度指令nR ′(t)を速度指令発生手段13により、式
(4)を用いて算出し、それが速度調整手段1の速度指
令として与えられる。この速度指令により、停止時刻t
3Rで精度よく停止する。
【0024】以上の方法において、標本時刻t0 ,電動
機速度n0 ,標本位置p0 の測定が不連続あるいは連続
して実行される。したがって、速度指令nR ′は不連続
あるいは連続して算出、発生され、速度調整手段1に与
えて位置制御されるので、原理的に停止時の位置誤差は
零となる。
機速度n0 ,標本位置p0 の測定が不連続あるいは連続
して実行される。したがって、速度指令nR ′は不連続
あるいは連続して算出、発生され、速度調整手段1に与
えて位置制御されるので、原理的に停止時の位置誤差は
零となる。
【0025】以上の実施例では、速度検出手段4は、電
動機の速度を検出したが、物体の速度を検出しても良
い。
動機の速度を検出したが、物体の速度を検出しても良
い。
【0026】また、位置検出手段5では、物体の位置を
検出したが、電動機の回転角を検出しても良い。
検出したが、電動機の回転角を検出しても良い。
【0027】以上の停止位置制御装置において、速度指
令発生手段には、式(4)に示すように時刻に関する一
次式を用いたが、任意の停止関数を用いて停止するまで
の速度指令を発生する関数速度指令発生手段を用いるこ
とができる。
令発生手段には、式(4)に示すように時刻に関する一
次式を用いたが、任意の停止関数を用いて停止するまで
の速度指令を発生する関数速度指令発生手段を用いるこ
とができる。
【0028】さらに以上の停止位置制御装置において、
速度指令nR ′に対し、電動機速度nの応答が遅れる場
合には、その遅れを見込んで速度指令を発生することが
できる予見速度指令発生手段を用いることができる。
速度指令nR ′に対し、電動機速度nの応答が遅れる場
合には、その遅れを見込んで速度指令を発生することが
できる予見速度指令発生手段を用いることができる。
【0029】なお、停止位置制御装置のうち、標本位置
保持手段6、実時刻発生手段7、標本時刻保持手段8、
標本速度保持手段9、定数入力手段10、到達距離計算
手段11、停止時刻計算手段12、速度指令発生手段1
3は、演算処理装置すなわちコンピュータにより構成す
るのが好適である。
保持手段6、実時刻発生手段7、標本時刻保持手段8、
標本速度保持手段9、定数入力手段10、到達距離計算
手段11、停止時刻計算手段12、速度指令発生手段1
3は、演算処理装置すなわちコンピュータにより構成す
るのが好適である。
【0030】
【発明の効果】本発明によれば、負荷変化,電源変動等
の外乱のほか、何らかの原因で移動中に位置誤差が発生
しても停止期間に速度指令を連続して修正するので、原
理的に位置誤差を零にできるという効果がある。停止速
度指令発生には、任意の関数を用いることができるの
で、移動体の要求に応じた減速度で停止できる。
の外乱のほか、何らかの原因で移動中に位置誤差が発生
しても停止期間に速度指令を連続して修正するので、原
理的に位置誤差を零にできるという効果がある。停止速
度指令発生には、任意の関数を用いることができるの
で、移動体の要求に応じた減速度で停止できる。
【0031】また、一般に応答遅れのため、減速時には
電動機速度が速度指令より大となる傾向があるが、この
ような場合には、停止時刻は所定の時刻より短縮される
という効果がある。
電動機速度が速度指令より大となる傾向があるが、この
ような場合には、停止時刻は所定の時刻より短縮される
という効果がある。
【図1】本発明の停止位置制御装置を示すブロック図で
ある。
ある。
【図2】本発明の動作原理を説明するために用いるもの
で、(A)は電動機速度のグラフ、(B)は移動位置の
グラフである。
で、(A)は電動機速度のグラフ、(B)は移動位置の
グラフである。
1 速度調整手段 2 電動機 3 移動機構 4 速度検出手段 5 位置検出手段 6 標本位置保持手段 7 実時刻発生手段 8 標本時刻保持手段 9 標本速度保持手段 10 定数入力手段 11 到達距離計算手段 12 停止時刻計算手段 13 速度指令発生手段 20 停止位置制御装置
Claims (4)
- 【請求項1】物体を所定距離移動する移動機構を駆動す
るために、基準速度指令により加速,定速,減速される
電動機の位置制御装置において、 全移動量,速度−位置変換定数を入力する定数入力手段
と、 起動後の実時刻を発生する実時刻発生手段と、 実時刻が入力され、減速期間中に制御初期時刻を保持す
る標本時刻保持手段と、 前記電動機の速度を検出する速度検出手段と、 検出された電動機速度を用いて前記制御初期時刻におけ
る電動機速度を保持する標本速度保持手段と、 前記物体の位置を検出する位置検出手段と、 検出された物***置を用いて前記制御初期時刻における
位置を保持する標本位置保持手段と、 前記保持された位置と、前記全移動量とから、前記制御
初期時刻後の移動量すなわち到達距離を計算する到達距
離計算手段と、 前記計算された到達距離と、前記保持された電動機速度
と、前記速度−位置変換定数とを用いて停止時刻を算出
する停止時刻計算手段と、 算出された停止時刻と、前記保持された電動機速度と、
前記制御初期時刻とを用いて、停止するまでの速度指令
を発生する速度指令発生手段と、 発生された速度指令により前記電動機を速度調整する速
度調整手段とを備え、 減速期間中に、速度指令を不連続にあるいは連続して修
正することにより、前記基準速度指令による停止位置に
対する誤差を零にする ことを特徴とする停止位置制御装
置。 - 【請求項2】物体を所定距離移動する移動機構を駆動す
るために、基準速度指令により加速,定速,減速される
電動機の位置制御装置において、 全移動量,速度−位置変換定数を入力する定数入力手段
と、 起動後の実時刻を発生する実時刻発生手段と、 実時刻が入力され、減速期間中に制御初期時刻を保持す
る標本時刻保持手段と、 前記電動機の速度を検出する速度検出手段と、 検出された電動機速度を用いて前記制御初期時刻におけ
る速度を保持する標本速度保持手段と、 前記物体の位置を検出する位置検出手段と、 検出された物***置を用いて前記制御初期時刻における
位置を保持する標本位置保持手段と、 前記保持された位置と、前記全移動量とから、前記制御
初期時刻後の移動量すなわち到達距離を計算する到達距
離計算手段と、 前記計算された到達距離と、前記保持された電動機速度
と、前記速度−位置変換定数とを用いて停止時刻を算出
する停止時刻計算手段と、 算出された停止時刻を用いて、所定の停止関数により停
止するまでの速度指令を発生する関数速度指令発生手段
と、 発生された速度指令により前記電動機を速度調整する速
度調整手段とを備え、 減速期間中に、速度指令を不連続にあるいは連続して修
正することにより、前記基準速度指令による停止位置に
対する誤差を零にする ことを特徴とする停止位置制御装
置。 - 【請求項3】前記速度調整手段は、発生された速度指令
に対し、電動機速度の応答が遅れる場合、その遅れを見
込んで速度指令を発生することができる機能を有するこ
とを特徴とする、請求項1または2記載の停止位置制御
装置。 - 【請求項4】物体を所定距離移動する移動機構を駆動す
るために、基準速度指令により加速,定速,減速される
電動機の位置制御方法において、 全移動量,速度−位置変換定数を入力するステップと、減速期間中に 制御初期時刻を保持するステップと、 前記電動機の速度を検出するステップと、 検出された電動機速度を用いて前記制御初期時刻におけ
る速度を保持するステップと、 前記物体の位置を検出するステップと、 検出された物***置を用いて前記制御初期時刻における
位置を保持するステップと、 前記保持された位置と、前記全移動量とから、前記制御
初期時刻後の移動量すなわち到達距離を計算するステッ
プと、 前記計算された到達距離と、前記保持された速度と、前
記速度−位置変換定数とを用いて停止時刻を算出するス
テップと、 算出された停止時刻と、前記保持された電動機速度と、
前記制御初期時刻とを用いて、停止するまでの速度指令
を発生するステップと、 発生された速度指令により前記電動機を速度調整するス
テップとを含み、 減速期間中に、速度指令を不連続にあるいは連続して修
正することにより、前記基準速度指令による停止位置に
対する誤差を零にする ことを特徴とする停止位置制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05437196A JP3357530B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 停止位置制御方法および装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP05437196A JP3357530B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 停止位置制御方法および装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09247972A JPH09247972A (ja) | 1997-09-19 |
JP3357530B2 true JP3357530B2 (ja) | 2002-12-16 |
Family
ID=12968820
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP05437196A Expired - Fee Related JP3357530B2 (ja) | 1996-03-12 | 1996-03-12 | 停止位置制御方法および装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3357530B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5537264B2 (ja) * | 2010-06-01 | 2014-07-02 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 電気推進船の駆動装置及び駆動方法 |
JP6981073B2 (ja) * | 2017-07-21 | 2021-12-15 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置 |
-
1996
- 1996-03-12 JP JP05437196A patent/JP3357530B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH09247972A (ja) | 1997-09-19 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5159254A (en) | Numerical control unit for estimating movement parameters using a model | |
JP3840429B2 (ja) | 位置制御装置 | |
JPH0655037B2 (ja) | サーボモータの速度制御方法 | |
US6920800B2 (en) | Method for determining inertia of an electric motor and load | |
JP3357530B2 (ja) | 停止位置制御方法および装置 | |
JP3049946B2 (ja) | 負荷イナーシャ測定装置 | |
JP3388424B2 (ja) | スタッカークレーンの速度・位置制御装置 | |
JPH06225565A (ja) | 電動機駆動系の慣性負荷測定方式 | |
JP2738802B2 (ja) | キャリア・ジャム検出制御方法 | |
JPH1121077A (ja) | クレーン制御装置 | |
JPH05224702A (ja) | バンバン制御装置 | |
JP3357529B2 (ja) | 位置制御方法および装置 | |
JPS6232508A (ja) | 数値制御装置のサ−ボ系の位置決め制御方法 | |
JPH1037587A (ja) | 自動扉開閉装置 | |
JPH07136953A (ja) | 産業用ロボットの制御方法 | |
WO2003034160A1 (fr) | Procede de commande d'un appareil de servocommande | |
JPS59195714A (ja) | 可動体の位置決め制御装置 | |
JP2002247886A (ja) | リニアモータの制御方法 | |
JPH05161371A (ja) | 電動機の制御装置及び制御方法 | |
JPH06195118A (ja) | 定位置停止制御装置 | |
JP3171860B2 (ja) | サーボ制御システム | |
JP2724054B2 (ja) | 位置決め制御装置 | |
KR960016799B1 (ko) | 서보모터의 정밀위치제어방법 및 그 장치 | |
JP2816045B2 (ja) | 位置決め制御装置 | |
JP3480215B2 (ja) | 位置決め制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20020917 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |