JPH0285902A - フィードフォワード制御装置 - Google Patents
フィードフォワード制御装置Info
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- JPH0285902A JPH0285902A JP23652288A JP23652288A JPH0285902A JP H0285902 A JPH0285902 A JP H0285902A JP 23652288 A JP23652288 A JP 23652288A JP 23652288 A JP23652288 A JP 23652288A JP H0285902 A JPH0285902 A JP H0285902A
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims description 52
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
- 230000004044 response Effects 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41029—Adjust gain as function of position error and position
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B2219/00—Program-control systems
- G05B2219/30—Nc systems
- G05B2219/41—Servomotor, servo controller till figures
- G05B2219/41442—Position reference ffw for compensation speed reference
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明の例えばコンピュータ数値制御やロボット等の
軌跡制御を行なうサーボ系の追従誤差を低減させるフィ
ードフォワード装置、特にフィードフォワードゲインを
自動的に学習し調整する機能を有するフィードフォワー
ド制御装置に関するものである。
軌跡制御を行なうサーボ系の追従誤差を低減させるフィ
ードフォワード装置、特にフィードフォワードゲインを
自動的に学習し調整する機能を有するフィードフォワー
ド制御装置に関するものである。
〔従来の技術]
第5図は例えば「工作機械の最先端技術」 (日本機械
学会編、工業調査会、1988年4月出り)の第176
頁に示された、従来のフィードフォワード制御装置のブ
ロック図である。図において(1)は外部より与えられ
る位置指令値X、(2)はサーボモータ(9)に接続さ
れた位置検出器(10)から構成される装置検出値Y、
(3)は減算器で、前記位置指令値Xと位置検出値Yと
の位置偏差値e−X−Yを出力する。(4)は位置制御
器で、位置ループゲインK を有し、出力信号K −
eを出力する。
学会編、工業調査会、1988年4月出り)の第176
頁に示された、従来のフィードフォワード制御装置のブ
ロック図である。図において(1)は外部より与えられ
る位置指令値X、(2)はサーボモータ(9)に接続さ
れた位置検出器(10)から構成される装置検出値Y、
(3)は減算器で、前記位置指令値Xと位置検出値Yと
の位置偏差値e−X−Yを出力する。(4)は位置制御
器で、位置ループゲインK を有し、出力信号K −
eを出力する。
p
(5)は加算器、(6)は加算器(5)より出力される
速度指令値F、(7)は速度及び電流制御系、(8〉は
電力増巾器、(9)はサーボモータ、(10)は位置検
出器、(11)は微分器で、速度信号Vを出力する。
速度指令値F、(7)は速度及び電流制御系、(8〉は
電力増巾器、(9)はサーボモータ、(10)は位置検
出器、(11)は微分器で、速度信号Vを出力する。
(12)は係数乗算器で乗算係数はαとする。
従来のフィードフォワード制御装置は上記のように構成
され、サーボモータ(9)を駆動するフィードバック制
御系の動作は、与えられた位置指令値X(1)対する位
置検出値Y(2)との位置偏差値e−X−Yに基づきフ
ィードバック制御をおこなうものであるため、定常的な
速度偏差を生じる。
され、サーボモータ(9)を駆動するフィードバック制
御系の動作は、与えられた位置指令値X(1)対する位
置検出値Y(2)との位置偏差値e−X−Yに基づきフ
ィードバック制御をおこなうものであるため、定常的な
速度偏差を生じる。
その結果、円弧補間などの2軸駆動時には、軌跡誤差を
生じてしまう。この遅れff1Dは、速度及び電流制御
系(ア)以降の応答が非常に速くその遅れが無視できる
とすれば、次のり1)式で示される。
生じてしまう。この遅れff1Dは、速度及び電流制御
系(ア)以降の応答が非常に速くその遅れが無視できる
とすれば、次のり1)式で示される。
D−F/に、 ・・・・・・ (1)ここで
Fは速度指令値、K は位置ループゲインである。従来
のフィードフォワード制御器では、(1)式で表わされ
る遅れff1Dを補償するために位置指令値X(1)を
微分器(11)で微分して速度指令値Vを作成して、こ
れにある一定のゲインαを係数乗算器(12)により乗
算し、その出力信号α・Vを加算器(5)の一方の入力
に供給する。加算器(5)は他方の入力に位置制御器(
4)より供給される位置制御信号K −eと、前記係数
乗算器(12)からの出力信号α・Vとを加算して、上
記遅れを補償した速度指令値F(6)を作成し、速度及
び電流制御系(7〉に供給している。通常係数乗算器(
12)のゲインαは、速度及び電流制御系(7)の応答
が充分に速くその遅れが無視できるとすれば、α−1に
設定する。
Fは速度指令値、K は位置ループゲインである。従来
のフィードフォワード制御器では、(1)式で表わされ
る遅れff1Dを補償するために位置指令値X(1)を
微分器(11)で微分して速度指令値Vを作成して、こ
れにある一定のゲインαを係数乗算器(12)により乗
算し、その出力信号α・Vを加算器(5)の一方の入力
に供給する。加算器(5)は他方の入力に位置制御器(
4)より供給される位置制御信号K −eと、前記係数
乗算器(12)からの出力信号α・Vとを加算して、上
記遅れを補償した速度指令値F(6)を作成し、速度及
び電流制御系(7〉に供給している。通常係数乗算器(
12)のゲインαは、速度及び電流制御系(7)の応答
が充分に速くその遅れが無視できるとすれば、α−1に
設定する。
〔発明が解決しようとする課題]
上記のような従来のフィードフォワード制御装置におい
ては、その装置に採用されているフィードフォワード補
償法が、サーボ系の位置制御ループ以降に存在する速度
制御系及び電流制御系の動特性を無視しているため、実
システムに適用する場合には、それぞれの追従遅れによ
る軌跡ずれを生じるという欠点がある。従って、高精度
な軌跡制御をおこなう場合には、実システムにおいてこ
のフィードフォワードゲインαを、サーボ系の設計者が
試行錯誤的に調整する必要があるという問題点があった
。
ては、その装置に採用されているフィードフォワード補
償法が、サーボ系の位置制御ループ以降に存在する速度
制御系及び電流制御系の動特性を無視しているため、実
システムに適用する場合には、それぞれの追従遅れによ
る軌跡ずれを生じるという欠点がある。従って、高精度
な軌跡制御をおこなう場合には、実システムにおいてこ
のフィードフォワードゲインαを、サーボ系の設計者が
試行錯誤的に調整する必要があるという問題点があった
。
この発明は、かかる問題点を解決するためになされたも
ので、従来のように、フィードフォワードゲインαを実
システム毎に試行錯誤的に調整する必要のない高精度な
フィードフォワード制御装置を得ることを目的とする。
ので、従来のように、フィードフォワードゲインαを実
システム毎に試行錯誤的に調整する必要のない高精度な
フィードフォワード制御装置を得ることを目的とする。
[課題を解決するための手段]
この第1の発明に係るフィードフォワード制御装置は、
モータの回転位置を制御するサーボ制御装置において、
フィードバックループのサーボ遅れ量を速度指令値を用
いてフィードフォワード制御を行なうフィードフォワー
ド制御手段と、該フィードフォワード制御手段の速度フ
ィードフォワードゲインの調整則として、前記速度指令
値と位置偏差信号との積信号に比例した増分を前記速度
フィードフォワードゲインに逐次加算する方法により、
自動的に前記速度フィードフォワードゲインを調整する
フィードフォワードゲイン自動調整手段とを備えたもの
である。
モータの回転位置を制御するサーボ制御装置において、
フィードバックループのサーボ遅れ量を速度指令値を用
いてフィードフォワード制御を行なうフィードフォワー
ド制御手段と、該フィードフォワード制御手段の速度フ
ィードフォワードゲインの調整則として、前記速度指令
値と位置偏差信号との積信号に比例した増分を前記速度
フィードフォワードゲインに逐次加算する方法により、
自動的に前記速度フィードフォワードゲインを調整する
フィードフォワードゲイン自動調整手段とを備えたもの
である。
この第2の発明に係るフィードフォワード制御装置は、
モータの回転位置を制御するサーボ制御装置において、
フィードバックループのサーボ遅れ量を速度指令値及び
加速度指令値を用いてフィードフォワード制御を行なう
フィードフォワード制御手段と、該フィードフォワード
制御手段の速度フィードフォワードゲインの調整則とし
て、前記速度指令値と位置偏差信号との積信号に比例し
た増分を前記速度フィードフォワードゲインに逐次加算
する方法により、また前記フィードフォワード制御手段
の加速度フィードフォワードゲインの調整則として、前
記加速度指令値と位置偏差信号または速度偏差信号との
積信号に比例した増分を前記加速度フィードフォワード
ゲインに逐次加算する方法により、それぞれ自動的に前
記速度及び加速度フィードフォワードゲインを調整する
フィードフォワードゲイン自動調整手段とを備えたもの
である。
モータの回転位置を制御するサーボ制御装置において、
フィードバックループのサーボ遅れ量を速度指令値及び
加速度指令値を用いてフィードフォワード制御を行なう
フィードフォワード制御手段と、該フィードフォワード
制御手段の速度フィードフォワードゲインの調整則とし
て、前記速度指令値と位置偏差信号との積信号に比例し
た増分を前記速度フィードフォワードゲインに逐次加算
する方法により、また前記フィードフォワード制御手段
の加速度フィードフォワードゲインの調整則として、前
記加速度指令値と位置偏差信号または速度偏差信号との
積信号に比例した増分を前記加速度フィードフォワード
ゲインに逐次加算する方法により、それぞれ自動的に前
記速度及び加速度フィードフォワードゲインを調整する
フィードフォワードゲイン自動調整手段とを備えたもの
である。
この第3の発明に係るフィードフォワード制御装置は、
モータの回転位置を制御するサーボ制御装置において、
フィードバックループのサーボ遅れ量を速度指令値と加
速度指令値を用いてフィードフォワード制御を行なうフ
ィードフォワード制御手段と、該フィードフォワード制
御手段の速度フィードフォワードゲインは所定の一定値
に設定し、また前記フィードフォワード制御手段の加速
度フィードフォワードゲインの調整則として、前記加速
度指令値と位置偏差信号との積信号に比例した増分を前
記加速度フィードフォワードゲインに逐次加算する方法
により、自動的に前記加速度フィードフォワードゲイン
を調整するフィードフォワードゲイン設定及び調整手段
とを備えたものである。
モータの回転位置を制御するサーボ制御装置において、
フィードバックループのサーボ遅れ量を速度指令値と加
速度指令値を用いてフィードフォワード制御を行なうフ
ィードフォワード制御手段と、該フィードフォワード制
御手段の速度フィードフォワードゲインは所定の一定値
に設定し、また前記フィードフォワード制御手段の加速
度フィードフォワードゲインの調整則として、前記加速
度指令値と位置偏差信号との積信号に比例した増分を前
記加速度フィードフォワードゲインに逐次加算する方法
により、自動的に前記加速度フィードフォワードゲイン
を調整するフィードフォワードゲイン設定及び調整手段
とを備えたものである。
[作用コ
この第1の発明においては、モータの回転位置を制御す
るサーボ制御装置において、フィードバックループのサ
ーボ遅れ量を速度指令値を用いてフィードフォワード制
御を行ない、該フィードフォワード制御を行なうための
速度フィードフォワードゲインは、前記速度指令値と位
置偏差信号との積信号に比例した増分を前記速度フィー
ドフォワードゲインに逐次加算する方法により、自動的
に学習が行なわれ調整される。
るサーボ制御装置において、フィードバックループのサ
ーボ遅れ量を速度指令値を用いてフィードフォワード制
御を行ない、該フィードフォワード制御を行なうための
速度フィードフォワードゲインは、前記速度指令値と位
置偏差信号との積信号に比例した増分を前記速度フィー
ドフォワードゲインに逐次加算する方法により、自動的
に学習が行なわれ調整される。
この第2の発明においては、モータの回転位置を制御す
るサーボ制御装置において、フィードバックループのサ
ーボ遅れ量を速度指令値及び加速度指令値を用いてフィ
ードフォワード制御を行ない、該フィードフォワード制
御を行なうための速度フィードフォワードゲインは、前
記速度指令値と位置偏差信号との積信号に比例した増分
を前記速度フィードフォワードゲインに逐次加算する方
法により、また加速度フィードフォワードゲインは、前
記加速度指令値と位置偏差信号または速度偏差信号との
積信号に比例した増分を前記加速度フィードフォワード
ゲインに逐次加算する方法により、それぞれ自動的に学
習が行なわれ調整される。
るサーボ制御装置において、フィードバックループのサ
ーボ遅れ量を速度指令値及び加速度指令値を用いてフィ
ードフォワード制御を行ない、該フィードフォワード制
御を行なうための速度フィードフォワードゲインは、前
記速度指令値と位置偏差信号との積信号に比例した増分
を前記速度フィードフォワードゲインに逐次加算する方
法により、また加速度フィードフォワードゲインは、前
記加速度指令値と位置偏差信号または速度偏差信号との
積信号に比例した増分を前記加速度フィードフォワード
ゲインに逐次加算する方法により、それぞれ自動的に学
習が行なわれ調整される。
この第3の発明においては、モータの回転位置を制御す
るサーボ制御装置において、フィードバックループのサ
ーボ遅れ量を速度指令値と加速度指令値を用いてフィー
ドフォワード制御を行ない、該フィードフォワード制御
を行なうための速度フィードフォワードゲインは所定の
一定値に設定し、また加速度フィードフォワードケイン
は、前記加速度指令値と位置偏差信号との積信号に比例
した増分を前記加速度フィードフォワードゲインに逐次
加算する方法により、自動的に学習が行なわれ調整され
る。
るサーボ制御装置において、フィードバックループのサ
ーボ遅れ量を速度指令値と加速度指令値を用いてフィー
ドフォワード制御を行ない、該フィードフォワード制御
を行なうための速度フィードフォワードゲインは所定の
一定値に設定し、また加速度フィードフォワードケイン
は、前記加速度指令値と位置偏差信号との積信号に比例
した増分を前記加速度フィードフォワードゲインに逐次
加算する方法により、自動的に学習が行なわれ調整され
る。
[実施例]
第1図はこの第1の発明の一実施例を示すフイ−ドフォ
ワード制御装置のブロック図である。図において(1)
〜(11)は上記従来装置と全く同一のものであり、(
13)は速度フィードフォワード(以下フィードフォワ
ードはFFという)ゲイン可変器、(14)は学習制御
器である。
ワード制御装置のブロック図である。図において(1)
〜(11)は上記従来装置と全く同一のものであり、(
13)は速度フィードフォワード(以下フィードフォワ
ードはFFという)ゲイン可変器、(14)は学習制御
器である。
第1図の動作について説明する。第1図と第5図との相
違点は、速度FFゲイン可変器(13)と学習制御器(
14)のみである。第1図のシステムでは、位置指令値
X(1)が与えられると、学習制御器(14)によって
、位置偏差値eと、微分器(11)の出力即ち速度指令
値Vを用いて、ゲイン可変器(13)の値を、位置偏差
値eが零に収束するように逐次変更していく。この時の
学習調整則は次の(2)(3)式で与えられる。
違点は、速度FFゲイン可変器(13)と学習制御器(
14)のみである。第1図のシステムでは、位置指令値
X(1)が与えられると、学習制御器(14)によって
、位置偏差値eと、微分器(11)の出力即ち速度指令
値Vを用いて、ゲイン可変器(13)の値を、位置偏差
値eが零に収束するように逐次変更していく。この時の
学習調整則は次の(2)(3)式で与えられる。
w (1) −w (1−1) + e (i−1)
・V (1−1)/r・・・・・・ (2) e (i) = X (1) Y (i)
−−(3)ここでw (i)はサンプリング時刻iに
おけるゲイン可変器(13)の速度FFゲイン、V (
1−1)はサンプル時刻(i−1)における微分器(1
1)の出力(速度指令値)、X(1)はサンプル時刻i
における位置指令値(1) 、Y (1)はサンプル時
刻iにおける位置検出値(2) 、e (i−1)はサ
ンプル時刻(1−1)における位置偏差値、τは学習制
御器(14)の学習時定数である。
・V (1−1)/r・・・・・・ (2) e (i) = X (1) Y (i)
−−(3)ここでw (i)はサンプリング時刻iに
おけるゲイン可変器(13)の速度FFゲイン、V (
1−1)はサンプル時刻(i−1)における微分器(1
1)の出力(速度指令値)、X(1)はサンプル時刻i
における位置指令値(1) 、Y (1)はサンプル時
刻iにおける位置検出値(2) 、e (i−1)はサ
ンプル時刻(1−1)における位置偏差値、τは学習制
御器(14)の学習時定数である。
(2) 、 (3)式で示される速度フィードフォワー
ドゲインW1の学習調整則は、速度指令値と位置偏差信
号との積信号に比例した増分を速度フィードフォワード
ゲインに逐次加算する方法により、自動的に速度フィー
ドフォワードゲインを得ることを意味する。
ドゲインW1の学習調整則は、速度指令値と位置偏差信
号との積信号に比例した増分を速度フィードフォワード
ゲインに逐次加算する方法により、自動的に速度フィー
ドフォワードゲインを得ることを意味する。
従って学習制御器(14)は、観測された位置偏差値e
(1−1)が大きいほど、また位置指令値の微分値、
すなわち速度指令値V (1−1)が大きいほどゲイン
可変器(13)の速度FFゲインw(i)を増加させる
。
(1−1)が大きいほど、また位置指令値の微分値、
すなわち速度指令値V (1−1)が大きいほどゲイン
可変器(13)の速度FFゲインw(i)を増加させる
。
(2)、(3)式の演算を各制御サンプリング時刻毎に
行なうことによってフィードフォワードゲインの自動学
習を迅速におこなうことができる。
行なうことによってフィードフォワードゲインの自動学
習を迅速におこなうことができる。
このようにフィードフォワード制御装置を構成すること
により、機械負荷に対応、した最適フィードフォワード
ゲインを試行錯誤的に設定する必要がなくなり、かつ負
荷変動に対しても適応的にゲイン変動がなされるため、
追従遅れの小さい高精度な制御を行なうことができる。
により、機械負荷に対応、した最適フィードフォワード
ゲインを試行錯誤的に設定する必要がなくなり、かつ負
荷変動に対しても適応的にゲイン変動がなされるため、
追従遅れの小さい高精度な制御を行なうことができる。
以上の実施例では学習制御器(14)を速度指令値を用
いたフィードフォワード制御系に対して配しだが、この
ような考え方はサーボ系に利用される加速度指令値を用
いたフィードフォワード制御系にも適用できる。
いたフィードフォワード制御系に対して配しだが、この
ような考え方はサーボ系に利用される加速度指令値を用
いたフィードフォワード制御系にも適用できる。
第2図はこの第2の発明の第1の実施例を示すフィード
フォワード制御装置の制御系統図である。
フォワード制御装置の制御系統図である。
図において、(1)〜(4)及び(11)は第1図と全
く同一のものであり、(13−1)、(13−2)はそ
れぞれ速度FF用及び加速度FF用のゲイン可変器、(
14−■)、(14−2)はそれぞれ速度FF用及び加
速度FF用の学習制御器、(15)は3人力信号間の加
算及び引算を行ない、速度偏差信号e を出力する加減
■ 算器、(16)は2次微分器、(17)は加算器、(1
8)は速度ループ比例ゲインに、(19)は速度ループ
積■ 骨頂、(20)はモータ等の慣性項、(21)はパルス
エンコーダ等の位置検出器である。
く同一のものであり、(13−1)、(13−2)はそ
れぞれ速度FF用及び加速度FF用のゲイン可変器、(
14−■)、(14−2)はそれぞれ速度FF用及び加
速度FF用の学習制御器、(15)は3人力信号間の加
算及び引算を行ない、速度偏差信号e を出力する加減
■ 算器、(16)は2次微分器、(17)は加算器、(1
8)は速度ループ比例ゲインに、(19)は速度ループ
積■ 骨頂、(20)はモータ等の慣性項、(21)はパルス
エンコーダ等の位置検出器である。
第2図の動作を説明する。同図のようなサーボ系におい
て、入力位置指令値X(1)についての微分器(11)
の出力である速度v1及び2次微分器(16)の出力で
ある加速度Aをフィードフォワード制御すれば、位置ル
ープ及び速度制御ループの遅れを補償できることが示さ
れるが、このときゲイン可変器(13−1)及び(13
−2)のFFゲイン値W1及びW は、速度制御系の比
例ゲインK 、積分定v 数T や負荷の慣性項J等に依存し、容易に固定するこ
とが困難である。本発明においては上記のフィードフォ
ワード制御系において、速度FFゲイン値W 及び加速
度FFゲイン値W2に対して■ 個別に学習制御器(14−1)及び(14−2)を配設
し、位置偏差値eに基づいてそれぞれ学習調整を行なう
。
て、入力位置指令値X(1)についての微分器(11)
の出力である速度v1及び2次微分器(16)の出力で
ある加速度Aをフィードフォワード制御すれば、位置ル
ープ及び速度制御ループの遅れを補償できることが示さ
れるが、このときゲイン可変器(13−1)及び(13
−2)のFFゲイン値W1及びW は、速度制御系の比
例ゲインK 、積分定v 数T や負荷の慣性項J等に依存し、容易に固定するこ
とが困難である。本発明においては上記のフィードフォ
ワード制御系において、速度FFゲイン値W 及び加速
度FFゲイン値W2に対して■ 個別に学習制御器(14−1)及び(14−2)を配設
し、位置偏差値eに基づいてそれぞれ学習調整を行なう
。
このときの学習調整則はそれぞれ次の(4)、(5)式
%式% w (1) −W2 (1−1) + e (1−1
) ・A(1−1)/r2・・・・・・ (5) ここにWl(1)はゲイン可変器(Ill−i)のサン
プル時刻iにおける速度FFゲイン、w2(1)はゲイ
ン可変器(13−2)のサンプル時刻iにおける加速度
FFゲインであり、またv (i−t)はサンプル時刻
(i−1)における速度指令値、A (1−1)はサン
プル時刻(i−1)における加速度指令値、τ1は学習
制御器(13−1)の学習時定数、τ2は学習制御器(
13−2)の学習時定数である。
%式% w (1) −W2 (1−1) + e (1−1
) ・A(1−1)/r2・・・・・・ (5) ここにWl(1)はゲイン可変器(Ill−i)のサン
プル時刻iにおける速度FFゲイン、w2(1)はゲイ
ン可変器(13−2)のサンプル時刻iにおける加速度
FFゲインであり、またv (i−t)はサンプル時刻
(i−1)における速度指令値、A (1−1)はサン
プル時刻(i−1)における加速度指令値、τ1は学習
制御器(13−1)の学習時定数、τ2は学習制御器(
13−2)の学習時定数である。
第2図の実施例においては、速度及び加速度のFFゲイ
ンW 及びW2は、位置偏差値eが零となるように収束
して行く。この場合の収束時間は上記学習時定数τ 及
びτ2によって決まる。
ンW 及びW2は、位置偏差値eが零となるように収束
して行く。この場合の収束時間は上記学習時定数τ 及
びτ2によって決まる。
(4)、(5)式で示される速度及び加速度のFFゲ・
rンW 及びW2の学習調整則は、速度フィードフォワ
ードゲインw1については、速度指令値と位置偏差信号
との積信号に比例した増分を前記速度フィードフォワー
ドゲインに逐次加算する方法により、また加速度フィー
ドフォワードゲインw2については、加速度指令値と位
置偏差信号との積信号に比例した増分を前記加速度フィ
ードフォワードゲインに逐次加算する方法により、自動
的に速度及び加速度フィードフォワードゲインを得るこ
とを意味する。第2図のような制御ループ系を構成とす
ることにより、速度及び加速度の各FFゲインを同時に
学習させることができる。
rンW 及びW2の学習調整則は、速度フィードフォワ
ードゲインw1については、速度指令値と位置偏差信号
との積信号に比例した増分を前記速度フィードフォワー
ドゲインに逐次加算する方法により、また加速度フィー
ドフォワードゲインw2については、加速度指令値と位
置偏差信号との積信号に比例した増分を前記加速度フィ
ードフォワードゲインに逐次加算する方法により、自動
的に速度及び加速度フィードフォワードゲインを得るこ
とを意味する。第2図のような制御ループ系を構成とす
ることにより、速度及び加速度の各FFゲインを同時に
学習させることができる。
第3図はこの第2の発明の第2の実施例を示すフィード
フォワード制御装置の制御系統図である。
フォワード制御装置の制御系統図である。
図において(1)〜(4) 、(11)、(13−1)
、(13−2)、(14−1)、(14−2)、(15
)〜(21〉は第2図と全く同一のものである。
、(13−2)、(14−1)、(14−2)、(15
)〜(21〉は第2図と全く同一のものである。
第3図の動作の説明をする。第3図を位置制御ループ及
び速度制御ループの追従遅れを改善する学習型FF制御
ループであるが、加速度FFゲインw2を学習する学習
制御器(14−2)が、加減算器(I5)の出力である
速度偏差値e を用いる点が第■ 2図と相違している。この場合速度FFゲインW1は位
置偏差値eが零となるように調整され、加速度FFゲイ
ンw2は速度偏差値e、が零となるように調整される。
び速度制御ループの追従遅れを改善する学習型FF制御
ループであるが、加速度FFゲインw2を学習する学習
制御器(14−2)が、加減算器(I5)の出力である
速度偏差値e を用いる点が第■ 2図と相違している。この場合速度FFゲインW1は位
置偏差値eが零となるように調整され、加速度FFゲイ
ンw2は速度偏差値e、が零となるように調整される。
即ち第3図の加速度FFゲインw2は、加速度指令値と
速度偏差信号との積信号に比例した増分を前記加速度フ
ィードフォワードゲインに逐次加算する方法により自動
的に学習調整される。
速度偏差信号との積信号に比例した増分を前記加速度フ
ィードフォワードゲインに逐次加算する方法により自動
的に学習調整される。
第4図はこの第3の発明の一実施例を示すフィードフォ
ワード制御装置の制御系統図である。図において、(1
)〜(4) 、(11)、(13−2)、(14−2)
、(15)〜(21)は第2図と同一のものであり、(
12)は第5図と同一のものである。
ワード制御装置の制御系統図である。図において、(1
)〜(4) 、(11)、(13−2)、(14−2)
、(15)〜(21)は第2図と同一のものであり、(
12)は第5図と同一のものである。
第4図の動作を説明する。第4図は第2図と同様に位置
制御ループ及び速度制御ループの追従遅れを改善する学
習型FF制御ループであるが、係数乗算器(12)によ
り速度FFゲインαが固定され、加速度FFゲインw2
のみを自動学習して調整する点が第2図と相違している
。このような制御ループを構成することにより、第2図
の場合の2つのパラメータである速度及び加速度FFゲ
インW 及びW2の同時学習時に発生する相互干渉の問
題を除去し、サーボモータや負荷により変動する慣性項
Jに依存する速度ループ系の遅れ補償を、加速度FFゲ
インw2の自動調整を行なうことによって、従来例の構
成に比較し非常に軌跡誤差の少ないフィードフォワード
制御装置を得ることができる。この場合の学習調整則は
(5)式と同様である。
制御ループ及び速度制御ループの追従遅れを改善する学
習型FF制御ループであるが、係数乗算器(12)によ
り速度FFゲインαが固定され、加速度FFゲインw2
のみを自動学習して調整する点が第2図と相違している
。このような制御ループを構成することにより、第2図
の場合の2つのパラメータである速度及び加速度FFゲ
インW 及びW2の同時学習時に発生する相互干渉の問
題を除去し、サーボモータや負荷により変動する慣性項
Jに依存する速度ループ系の遅れ補償を、加速度FFゲ
インw2の自動調整を行なうことによって、従来例の構
成に比較し非常に軌跡誤差の少ないフィードフォワード
制御装置を得ることができる。この場合の学習調整則は
(5)式と同様である。
即ち第4図のフィードフォワード制御装置の速度フィー
ドフォワードゲインは所定の一定値を保持し、またこの
制御装置の加速度フィードフォワードゲインは、加速度
指令値と位置偏差信号との積信号に比例した増分を前記
加速度フィードフォワードゲインに逐次加算する方法に
より、自動的に学習調整される。
ドフォワードゲインは所定の一定値を保持し、またこの
制御装置の加速度フィードフォワードゲインは、加速度
指令値と位置偏差信号との積信号に比例した増分を前記
加速度フィードフォワードゲインに逐次加算する方法に
より、自動的に学習調整される。
[発明の効果]
以上のようにこの発明によれば、フィードフォワード制
御装置がフィードフォワード制御を行なうための速度及
び加速度フィードフォワードゲインを自動的に学習し調
整するので、従来のようにフィードフォワードゲインを
実システムにおいて試行錯誤的に求める必要がなく、装
備調整時の作業性が大巾に向上するという効果が得られ
ている。
御装置がフィードフォワード制御を行なうための速度及
び加速度フィードフォワードゲインを自動的に学習し調
整するので、従来のようにフィードフォワードゲインを
実システムにおいて試行錯誤的に求める必要がなく、装
備調整時の作業性が大巾に向上するという効果が得られ
ている。
また実システムにおけるサーボ系の動特性が変動したと
きにも、その変化に適応して対応でき、追従誤差の少な
い高精度のサーボ制御特性が得られ、装置の性能向上の
効果が得られている。
きにも、その変化に適応して対応でき、追従誤差の少な
い高精度のサーボ制御特性が得られ、装置の性能向上の
効果が得られている。
第1図はこの第1の発明の一実施例を示すフィードフォ
ワード制御装置のブロック図、第2図はこの第2の発明
の第1の実施例を示すフィードフォワード制御装置の制
御系統図、第3図はこの第2の発明の第2の実施例を示
すフィードフォワード制御装置の制御系統図、第4図は
この第3の発明の一実施例を示すフィードフォワード制
御装置の制御系統図、第5図は従来のフィードフォワー
ド制御装置のブロック図である。 図において、(1)は位置指令値X、(2)は位置検出
値Y、(3)は減算器、(4)は位置制御器、(5)は
減算器、(6)は速度指令値F、(7)は速度及び電流
制御系、(8)は電力増巾器、(9)はサーボモータ、
(10)は位置検出器、(11)は微分器、(12)は
係数乗算器、(13)、 (13()、 (13−2
)はゲイン可変器、(14)、 (14−1)、 (1
4−2)は学習制御器、(15)は加減算器、(16)
は2次微分器、(17)は加算器、(18)は速度ルー
プ比例ゲインに、(19)は速■ 度ループ積分項T、(20)は慣性項J、(21)は位
■ 置検出器である。
ワード制御装置のブロック図、第2図はこの第2の発明
の第1の実施例を示すフィードフォワード制御装置の制
御系統図、第3図はこの第2の発明の第2の実施例を示
すフィードフォワード制御装置の制御系統図、第4図は
この第3の発明の一実施例を示すフィードフォワード制
御装置の制御系統図、第5図は従来のフィードフォワー
ド制御装置のブロック図である。 図において、(1)は位置指令値X、(2)は位置検出
値Y、(3)は減算器、(4)は位置制御器、(5)は
減算器、(6)は速度指令値F、(7)は速度及び電流
制御系、(8)は電力増巾器、(9)はサーボモータ、
(10)は位置検出器、(11)は微分器、(12)は
係数乗算器、(13)、 (13()、 (13−2
)はゲイン可変器、(14)、 (14−1)、 (1
4−2)は学習制御器、(15)は加減算器、(16)
は2次微分器、(17)は加算器、(18)は速度ルー
プ比例ゲインに、(19)は速■ 度ループ積分項T、(20)は慣性項J、(21)は位
■ 置検出器である。
Claims (3)
- (1)モータの回転位置を制御するサーボ制御装置にお
いて、 フィードバックループのサーボ遅れ量を速度指令値を用
いてフィードフォワード制御を行なうフィードフォワー
ド制御手段と、 該フィードフォワード制御手段の速度フィードフォワー
ドゲインの調整則として、前記速度指令値と位置偏差信
号との積信号に比例した増分を前記速度フィードフォワ
ードゲインに逐次加算する方法により、自動的に前記速
度フィードフォワードゲインを調整するフィードフォワ
ードゲイン自動調整手段とを備えたことを特徴とするフ
ィードフォワード制御装置。 - (2)モータの回転位置を制御するサーボ制御装置にお
いて、 フィードバックループのサーボ遅れ量を速度指令値及び
加速度指令値を用いてフィードフォワード制御を行なう
フィードフォワード制御手段と、該フィードフォワード
制御手段の速度フィードフォワードゲインの調整則とし
て、前記速度指令値と位置偏差信号との積信号に比例し
た増分を前記速度フィードフォワードゲインに逐次加算
する方法により、また前記フィードフォワード制御手段
の加速度フィードフォワードゲインの調整則として、前
記加速度指令値と位置偏差信号または速度偏差信号との
積信号に比例した増分を前記加速度フィードフォワード
ゲインに逐次加算する方法により、それぞれ自動的に前
記速度及び加速度フィードフォワードゲインを調整する
フィードフォワードゲイン自動調整手段とを備えたこと
を特徴とするフィードフォワード制御装置。 - (3)モータの回転位置を制御するサーボ制御装置にお
いて、 フィードバックループのサーボ遅れ量を速度指令値と加
速度指令値を用いてフィードフォワード制御を行なうフ
ィードフォワード制御手段と、該フィードフォワード制
御手段の速度フィードフォワードゲインは所定の一定値
に設定し、また前記フィードフォワード制御手段の加速
度フィードフォワードゲインの調整則として、前記加速
度指令値と位置偏差信号との積信号に比例した増分を前
記加速度フィードフォワードゲインに逐次加算する方法
により、自動的に前記加速度フィードフォワードゲイン
を調整するフィードフォワードゲイン設定及び調整手段
とを備えたことを特徴とするフィードフォワード制御装
置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23652288A JPH0285902A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | フィードフォワード制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23652288A JPH0285902A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | フィードフォワード制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0285902A true JPH0285902A (ja) | 1990-03-27 |
Family
ID=17001945
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23652288A Pending JPH0285902A (ja) | 1988-09-22 | 1988-09-22 | フィードフォワード制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0285902A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992009016A1 (en) * | 1990-11-09 | 1992-05-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Speed control device and predicting machine |
JPH0561506A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-12 | Satoshi Tsuboi | 動作制御装置の予見制御方法 |
JP2007037332A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Yaskawa Electric Corp | デジタルサーボ制御装置及びその制御方法 |
JP2017117366A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社ジェイテクト | モータ制御装置 |
US11023827B2 (en) | 2018-03-19 | 2021-06-01 | Fanuc Corporation | Machine learning device, servo control device, servo control system, and machine learning method for suppressing variation in position error using feedforward control |
US11243501B2 (en) | 2019-03-22 | 2022-02-08 | Fanuc Corporation | Machine learning device, control system, and machine learning |
-
1988
- 1988-09-22 JP JP23652288A patent/JPH0285902A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1992009016A1 (en) * | 1990-11-09 | 1992-05-29 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Speed control device and predicting machine |
JPH0561506A (ja) * | 1991-09-04 | 1993-03-12 | Satoshi Tsuboi | 動作制御装置の予見制御方法 |
JP2007037332A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Yaskawa Electric Corp | デジタルサーボ制御装置及びその制御方法 |
JP4623292B2 (ja) * | 2005-07-28 | 2011-02-02 | 株式会社安川電機 | デジタルサーボ制御装置 |
JP2017117366A (ja) * | 2015-12-25 | 2017-06-29 | 株式会社ジェイテクト | モータ制御装置 |
US11023827B2 (en) | 2018-03-19 | 2021-06-01 | Fanuc Corporation | Machine learning device, servo control device, servo control system, and machine learning method for suppressing variation in position error using feedforward control |
US11243501B2 (en) | 2019-03-22 | 2022-02-08 | Fanuc Corporation | Machine learning device, control system, and machine learning |
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