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
- Publication number
- 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
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- feedforward
- gain
- speed
- acceleration
- command value
- 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.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 15
- 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 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3084928B2 (ja) | 電動機の位置制御装置 | |
| US4338659A (en) | Position control system for a closed loop type numerical-controlled machine tool | |
| KR920010102B1 (ko) | 서보모터용 제어장치 | |
| JPH11305839A (ja) | 複数のサーボモータの制御方法 | |
| JPH0683403A (ja) | 適応ｐｉ制御方式 | |
| KR970002258B1 (ko) | 서보모터의 제어방법 | |
| JPH0285902A (ja) | フィードフォワード制御装置 | |
| JP2000218577A (ja) | ロボット制御装置 | |
| Kim | Shared compliant control: A stability analysis and experiments | |
| KR20050073964A (ko) | 동기전동기를 이용한 위치 제어장치 및 방법 | |
| JPH10295092A (ja) | 電動機の速度制御装置 | |
| JPS6364102A (ja) | 学習制御方式 | |
| JP3582541B2 (ja) | スライディングモード制御による位置決め制御方法 | |
| Ren et al. | Joint torque control of a collaborative robot based on active disturbance rejection with the consideration of actuator delay | |
| JPH104692A (ja) | 電動機の位置制御装置 | |
| KR100450084B1 (ko) | 강인성과 기능적 성능이 증진된 시스템 제어기 | |
| Masud et al. | On stability and performance of disturbance observer-based-dynamic load torque compensator for assistive exoskeleton: A hybrid approach | |
| JP2676944B2 (ja) | 位置制御装置 | |
| JPS62217304A (ja) | 自動制御装置 | |
| JPH0792702B2 (ja) | 制御装置 | |
| JP4300384B2 (ja) | 位置決めサーボコントローラ | |
| JP2581192B2 (ja) | マスタ・スレーブ・マニピユレータ制御装置 | |
| Beyhan et al. | Takagi–Sugeno fuzzy payload estimation and adaptive control | |
| JP2672539B2 (ja) | 自動制御装置 | |
| JPH04362702A (ja) | 繰り返し制御における速度制御方法 |