JP6880853B2 - 処理装置、パラメータ調整方法、及びパラメータ調整プログラム - Google Patents
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Description
制御装置に対して設定指示が出され、その結果、駆動制御装置において、各制御対象に対応した制御モデル部での当該共通制御ゲインの設定が行われる。これにより、各制御対象に対応した制御モデル部におけるモデル計算での応答性が同程度となり、結果として、複数の制御対象を同期制御する場合の制御対象間での追従性のずれが解消され、以て、同期制御による実際の軌跡を目標軌跡に可及的に追従させることが可能となる。
するように構成された駆動制御装置の制御パラメータを調整するパラメータ調整方法である。そして、当該パラメータ調整方法では、前記複数の制御対象の同期制御を行う場合に、該複数の制御対象に対応する前記複数の所定制御構造のそれぞれの前記制御モデル部における所定の制御ゲインを、全ての該制御モデル部間で共通に設定するための共通制御ゲインを決定する決定処理を行い、そして、前記複数の所定制御構造のそれぞれに対応する前記制御モデル部において、前記所定の制御ゲインに前記共通制御ゲインを設定するように、前記駆動制御装置に対して指示する。
図1は、本発明の実施の形態に係る処理装置10が適用される制御システムの概略構成図である。また、図2に示す制御システムは、ネットワーク1と、サーボドライバ4と、標準PLC(Programmable Logic Controller)5とを備える。当該制御システムは、標準PLC5で生成される動作指令信号pcmdに制御対象6を追従させるように、サーボドライバ4が制御対象6を駆動制御するためのシステムである。なお、図1に示す制御システムでは、サーボドライバ4に2つの制御軸X軸及びY軸に対応するモータ2X、2Yが接続され、両モータの同期制御が可能となるように構成されている。なお、本明細書では、制御軸に対応する構成をその制御軸を区別して表記する場合には、当該構成の参照番号に制御軸を表す「X」、「Y」の文字を添付することとし、制御軸を区別する必要なく当該構成を表記する場合には、制御軸を表す上記文字の添付を省略する。この表記ルールに従うのは、上記モータ2、制御対象6に加えて後述の負荷装置3、フィードバック系400、制御モデル部450、サーボ制御構造460の各構成である。
は有線接続でもよく、無線接続でもよい。処理装置10は、サーボドライバ4の上記サーボ制御のための制御パラメータを設定及び調整するための装置であり、調整用のプログラムが含まれている。具体的には、処理装置10は、演算装置やメモリ等を有するコンピュータであり、そこで実行可能な調整用プログラムを有している。この調整用プログラムは、サーボドライバ4によって行われるサーボ制御の目的に応じて、必要な制御パラメータの算出、調整、決定を行う。例えば、当該調整用プログラムによって、制御対象ごとに、その制御対象の機械特性や物理特性等に適した制御パラメータの算出、調整、決定を行う標準算出処理が行われる。標準算出処理では、実際に制御対象6を動かしながら制御パラメータの算出、調整、決定を行ってもよく、又は、制御対象6に対応する物理モデル等を利用して実際に制御対象6を動かすことなくその動作をシミュレーションすることで制御パラメータの算出、調整、決定を行ってもよい。この標準算出処理では、一の制御対象に限ってその応答性等を考慮して決定されるものであって、他の制御対象との相関を考慮して当該一の制御対象に対応した制御パラメータを算出するものではない。したがって、標準算出処理によれば、ある過程を経てX軸の制御対象6Xの応答性等が目標の状態になるようにサーボ制御構造460Xに応じた制御パラメータが算出、決定され、また別の過程を経てY軸の制御対象6Yの応答性等が目標の状態になるようにサーボ制御構造460Yに応じた制御パラメータが算出、決定される。また、調整用プログラムによれば、後述の図4に示すパラメータ調整処理も実行される。
両者のサーボ制御構造460の制御モデル部450に含まれる所定の制御ゲイン、例えば、モデル位置制御部45内の制御ゲイン、モデル速度制御部46内の制御ゲインに設定される、2つの制御モデル部450X、450Y間で共通の共通制御ゲインを決定する決定処理を行う機能部である。この共通制御ゲインは、制御モデル部450X、450Y間でモデル位置制御部45に関し共通する制御ゲインであり、また、制御モデル部450X、450Y間でモデル速度制御部46に関し共通する制御ゲインである。なお、この決定部12による決定処理については、図4に基づいて後述する。
って、制御対象6Xのために設定されている制御モデル部450X内の制御ゲインと、制御対象6Yのために設定されている制御モデル部450Y内の制御ゲインとを比較したときに、最も低い値を有する方を共通制御ゲインとして決定する。これにより同期制御の際の制御モデル部450におけるモデル計算での応答性が同程度となるとともに、サーボ制御構造460によるサーボ制御の安定化を図ることができる。本実施例では、制御モデル部450X側の制御ゲインの方が相対的に低いものと仮定すると、この制御モデル部450X側の制御ゲイン(制御モデル部450Xのモデル位置制御部45及びモデル速度制御部46内の制御ゲイン)を共通制御ゲインとして決定する。S104の処理が終了すると、S105へ進む。
ここで、共通制御ゲインを各制御モデル部450に設定することで、制御モデル部450間の追従性の相違に起因する、装置60の出力軌跡の歪みは解消できる。しかし、共通制御ゲインを設定した場合の実出力軌跡でも、理想出力軌跡に対するずれが残り得る。これは、サーボドライバ4においてモデル追従制御が可能なサーボ制御構造460が採用しており、その制御モデル部450はローパスフィルタ特性を有していることによる。特に、上記S104では、制御モデル部450間で最も低いゲインを共通制御ゲインとして決定しているため、理想出力軌跡に対するずれが残りやすくなる。
上述までの態様に代えて、上記処理装置10における入力部11、決定部12、指示部13、表示部14による機能を、標準PLC5内に、又はサーボドライバ4内に形成してもよい。この場合、標準PLCやサーボドライバ4が、図4に示すパラメータ調整処理を実行し、その結果をサーボドライバ4の制御対象6X、6Yのそれぞれの制御モデル部450X、450Yに共通制御ゲインが設定されることになる。より具体的に説明すると、上記の通り、装置60としては、工作機械や搬送装置等のXYテーブルや、複数の関節軸を有する産業用ロボットのアーム等が例示できるが、前者の場合には工作機械の数値制御装置(上記標準PLC5に相当する構成である)内に、又は、後者の場合にはロボットのコントローラ(上記標準PLC5に相当する構成である)内に、上記処理装置10の各機能が形成されることになる。
2、2X、2Y・・・・モータ
3、3X、3Y・・・・負荷装置
4・・・・サーボドライバ
5・・・・標準PLC
6、6X、6Y・・・・制御対象
41・・・・位置制御器
42・・・・速度制御器
43・・・・電流制御器
45・・・・モデル位置制御部
46・・・・モデル速度制御部
47・・・・実機モデル部
400、400X、400Y・・・・フィードバック系
450、450X、450Y・・・・制御モデル部
460、460X、460Y・・・・サーボ制御構造
Claims (8)
- 制御対象を駆動する駆動制御装置に対して電気的に接続される処理装置であって、
前記駆動制御装置は、
前記制御対象の動作に関連するフィードバック信号が入力される一又は複数の制御器を含むフィードバック系と、該フィードバック系及び該制御対象をモデル化した制御モデルを有する制御モデル部と、を含み、該制御モデル部が有する制御モデルに従ったモデル追従制御が可能となるように構成された所定制御構造と、
前記所定制御構造での前記制御対象の駆動制御のための所定信号の算出処理を行う算出部と、
を有し、
更に、前記駆動制御装置は、複数の前記制御対象を同期制御するとともに、それぞれの該制御対象に対応する複数の前記所定制御構造を有し、
前記複数の制御対象のそれぞれに対応する前記所定制御構造の前記フィードバック系の制御パラメータは、該それぞれの制御対象に応じて決定され、
前記処理装置は、
前記複数の制御対象の同期制御を行う場合に、該複数の制御対象に対応する前記複数の所定制御構造のそれぞれの前記制御モデル部における所定の制御ゲインを、全ての該制御モデル部間で共通に設定するための共通制御ゲインを決定する決定処理を行う決定部と、
前記複数の所定制御構造のそれぞれに対応する前記制御モデル部において、前記所定の制御ゲインに前記共通制御ゲインを設定するように、前記駆動制御装置に対して指示する設定指示部と、
を備える、処理装置。 - 前記決定処理の前に、前記制御対象のそれぞれの、前記所定の制御ゲインを含む前記所定制御構造における所定の制御パラメータを、該制御対象の所定特性に基づいて、他の制御対象から独立して算出する標準算出処理が行われ、
前記決定部は、前記複数の制御対象に関し前記標準算出処理により算出された前記所定のゲインのうち最も低い値を有するゲインを、前記共通制御ゲインとして決定する、
請求項1に記載の処理装置。 - 前記複数の制御対象の同期制御のための同期動作指令信号に基づく該複数の制御対象の
理想的な理想出力軌跡と、前記共通制御ゲインが前記制御モデル部における前記所定の制御ゲインとして設定された場合の、該複数の制御対象の前記同期制御による実際の出力軌跡である実出力軌跡との差に基づいて、上位側制御装置から前記駆動制御装置に供給される該同期動作指令信号を補正するように、該駆動制御装置に対して指示する補正指示部を、
更に備える、請求項1又は請求項2に記載の処理装置。 - 前記処理装置は、前記同期動作指令信号を生成する上位側制御装置である、
請求項3に記載の処理装置。 - 前記処理装置は、前記標準算出処理を行う、
請求項2に記載の処理装置。 - 制御対象の動作に関連するフィードバック信号が入力される一又は複数の制御器を含むフィードバック系と、該フィードバック系及び該制御対象をモデル化した制御モデルを有する制御モデル部と、を含み、該制御モデル部が有する制御モデルに従ったモデル追従制御が可能となるように構成された所定制御構造と、
前記所定制御構造での前記制御対象の駆動制御のための所定信号の算出処理を行う算出部と、
を有する駆動制御装置であって、複数の前記制御対象を同期制御するとともに、それぞれの該制御対象に対応する複数の前記所定制御構造を有するように構成された駆動制御装置の制御パラメータを調整するパラメータ調整方法であって、
前記複数の制御対象のそれぞれに対応する前記所定制御構造の前記フィードバック系の制御パラメータを、該それぞれの制御対象に応じて決定し、
前記複数の制御対象の同期制御を行う場合に、該複数の制御対象に対応する前記複数の所定制御構造のそれぞれの前記制御モデル部における所定の制御ゲインを、全ての該制御モデル部間で共通に設定するための共通制御ゲインを決定する決定処理を行い、
前記複数の所定制御構造のそれぞれに対応する前記制御モデル部において、前記所定の制御ゲインに前記共通制御ゲインを設定するように、前記駆動制御装置に対して指示する、
パラメータ調整方法。 - 前記パラメータ調整方法は、
前記決定処理の前に、前記制御対象のそれぞれの、前記所定の制御ゲインを含む前記所定制御構造における所定の制御パラメータを、該制御対象の所定特性に基づいて、他の制御対象から独立して算出する標準算出処理を行い、
前記決定処理では、前記複数の制御対象に関し前記標準算出処理により算出された前記所定のゲインのうち最も低い値を有するゲインを、前記共通制御ゲインとして決定する、
請求項6に記載のパラメータ調整方法。 - 制御対象の動作に関連するフィードバック信号が入力される一又は複数の制御器を含むフィードバック系と、該フィードバック系及び該制御対象をモデル化した制御モデルを有する制御モデル部と、を含み、該制御モデル部が有する制御モデルに従ったモデル追従制御が可能となるように構成された所定制御構造と、
前記所定制御構造での前記制御対象の駆動制御のための所定信号の算出処理を行う算出部と、
を有する駆動制御装置であって、複数の前記制御対象を同期制御するとともに、それぞれの該制御対象に対応する複数の前記所定制御構造を有するように構成された駆動制御装置に電気的に接続される処理装置に、
前記複数の制御対象のそれぞれに対応する前記所定制御構造の前記フィードバック系の
制御パラメータを、該それぞれの制御対象に応じて決定するステップと、
前記複数の制御対象の同期制御を行う場合に、該複数の制御対象に対応する前記複数の所定制御構造のそれぞれの前記制御モデル部における所定の制御ゲインを、全ての該制御モデル部間で共通に設定するための共通制御ゲインを決定する決定処理を行うステップと、
前記複数の所定制御構造のそれぞれに対応する前記制御モデル部において、前記所定の制御ゲインに前記共通制御ゲインを設定するように、前記駆動制御装置に対して指示するステップと、
を実行させるパラメータ調整プログラム。
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