JPH06208404A - フィードバックゲイン自動調整ユニット - Google Patents
フィードバックゲイン自動調整ユニットInfo
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- JPH06208404A JPH06208404A JP5002361A JP236193A JPH06208404A JP H06208404 A JPH06208404 A JP H06208404A JP 5002361 A JP5002361 A JP 5002361A JP 236193 A JP236193 A JP 236193A JP H06208404 A JPH06208404 A JP H06208404A
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- gain
- evaluation function
- position deviation
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高速位置決め制御する電動機において、さま
ざまな電動機と負荷の組み合わせに対し、即応性に優れ
安定した挙動をもたらす最適フィードバックゲインを決
定可能な、フィードバックゲイン自動調整ユニットを提
供する。 【構成】 フィードバックゲイン自動調整ユニット２０
は、位置偏差とトルク指令を別々に演算する演算手段１
４，１６と演算結果をそれぞれ順次別々に記憶する記憶
手段１５，１７を備え、上記記憶手段１５の複数の評価
関数の値を比較し評価関数の値が小さくなるゲインを決
定する決定手段１８と、決定されたゲインに対する振動
の有無を記憶手段１７により判定する振動判定手段１９
から構成され、振動しない範囲で位置偏差の評価関数の
値が小さくなるようにゲイン変更をくり返し、最終的に
最適ゲインが決定できる。
ざまな電動機と負荷の組み合わせに対し、即応性に優れ
安定した挙動をもたらす最適フィードバックゲインを決
定可能な、フィードバックゲイン自動調整ユニットを提
供する。 【構成】 フィードバックゲイン自動調整ユニット２０
は、位置偏差とトルク指令を別々に演算する演算手段１
４，１６と演算結果をそれぞれ順次別々に記憶する記憶
手段１５，１７を備え、上記記憶手段１５の複数の評価
関数の値を比較し評価関数の値が小さくなるゲインを決
定する決定手段１８と、決定されたゲインに対する振動
の有無を記憶手段１７により判定する振動判定手段１９
から構成され、振動しない範囲で位置偏差の評価関数の
値が小さくなるようにゲイン変更をくり返し、最終的に
最適ゲインが決定できる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、高速位置決め制御する
電動機のフィードバックゲインを自動的に調整する、フ
ィードバックゲイン自動調整ユニットに関するものであ
る。
電動機のフィードバックゲインを自動的に調整する、フ
ィードバックゲイン自動調整ユニットに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、高速位置決め制御する電動機にお
いて、従来のアナログ式ではなくデジタル式の位置決め
フィードバック制御が用いられるようになり、各フィー
ドバックゲインの変更が容易になった。そのため電動機
の経年変化や負荷変動であっても、ソフトウエア上でゲ
インを変更するだけで、その都度最適なゲインに調整可
能となった。
いて、従来のアナログ式ではなくデジタル式の位置決め
フィードバック制御が用いられるようになり、各フィー
ドバックゲインの変更が容易になった。そのため電動機
の経年変化や負荷変動であっても、ソフトウエア上でゲ
インを変更するだけで、その都度最適なゲインに調整可
能となった。
【０００３】図４はその従来のフィードバックゲイン自
動調整ユニットの例である。部品や回路基板を乗せて動
くテーブル１は電動機２に直結されたボールネジ３の回
転により駆動され、電動機２はトルク制御部４と点線部
の位置制御部５により制御される。その位置制御部５の
フィードバックゲインを自動的に調整する機能が、一点
鎖線で示されるフィードバックゲイン自動調整ユニット
６である。
動調整ユニットの例である。部品や回路基板を乗せて動
くテーブル１は電動機２に直結されたボールネジ３の回
転により駆動され、電動機２はトルク制御部４と点線部
の位置制御部５により制御される。その位置制御部５の
フィードバックゲインを自動的に調整する機能が、一点
鎖線で示されるフィードバックゲイン自動調整ユニット
６である。
【０００４】トルク制御部４は位置制御部５からのトル
ク指令５ａに電動機トルクが追従するように、ロータリ
ーエンコーダ７のエンコーダパルスを元に電動機２に電
流２ａを供給する。
ク指令５ａに電動機トルクが追従するように、ロータリ
ーエンコーダ７のエンコーダパルスを元に電動機２に電
流２ａを供給する。
【０００５】位置制御部５は位置指令５ｂに電動機位置
（角度）θが追従するように、トルク制御部４からの位
置データθと速度データωをフィードバックし、トルク
制御部にトルク指令５ａを出力する。トルク指令５ａ
は、位置指令５ｂと位置データθとの偏差Δθに位置フ
ィードバックゲイン（Ｋｐ）８を乗じた値と、速度デー
タωとの差に速度フィードバックゲイン（Ｋｖｐ）９を
乗じて求める。
（角度）θが追従するように、トルク制御部４からの位
置データθと速度データωをフィードバックし、トルク
制御部にトルク指令５ａを出力する。トルク指令５ａ
は、位置指令５ｂと位置データθとの偏差Δθに位置フ
ィードバックゲイン（Ｋｐ）８を乗じた値と、速度デー
タωとの差に速度フィードバックゲイン（Ｋｖｐ）９を
乗じて求める。
【０００６】フィードバックゲイン自動調整ユニット６
は、ゲイン自動調整時の目標値指令部１０，評価関数演
算部１１，評価関数記憶部１２，評価関数最小ゲイン決
定部１３により構成される。
は、ゲイン自動調整時の目標値指令部１０，評価関数演
算部１１，評価関数記憶部１２，評価関数最小ゲイン決
定部１３により構成される。
【０００７】ゲイン自動調整時目標値指令部１０はゲイ
ン自動調整時に電動機２を駆動し評価関数を演算するた
めに、位置制御部５に対し位置指令５ｂを出力する機能
である。評価関数演算部１１では、目標値指令部１０か
らの位置指令出力後から一定時間、位置偏差Δθ，速度
ω，トルク指令５ａの誤差自乗面積のうち１つ以上の、
重み付け和を求める。評価関数記憶部１２ではその時の
ゲインと評価関数の一組を記憶する。評価関数最小ゲイ
ン決定部１３では、評価関数記憶部１２に記憶された評
価関数の中で、最小とする評価関数に対応するゲイン
を、最適ゲインと決定する。
ン自動調整時に電動機２を駆動し評価関数を演算するた
めに、位置制御部５に対し位置指令５ｂを出力する機能
である。評価関数演算部１１では、目標値指令部１０か
らの位置指令出力後から一定時間、位置偏差Δθ，速度
ω，トルク指令５ａの誤差自乗面積のうち１つ以上の、
重み付け和を求める。評価関数記憶部１２ではその時の
ゲインと評価関数の一組を記憶する。評価関数最小ゲイ
ン決定部１３では、評価関数記憶部１２に記憶された評
価関数の中で、最小とする評価関数に対応するゲイン
を、最適ゲインと決定する。
【０００８】決定手段としては、ゲインの組み合わせ全
てに対して評価関数を演算し、その中から評価関数が最
小となるゲインを決定する手段や、任意のゲインから出
発しその近傍のゲインに対する評価関数を演算しながら
評価関数が小さくなるようにゲイン変更を繰り返し、最
適ゲインに到達する手段などがあった。
てに対して評価関数を演算し、その中から評価関数が最
小となるゲインを決定する手段や、任意のゲインから出
発しその近傍のゲインに対する評価関数を演算しながら
評価関数が小さくなるようにゲイン変更を繰り返し、最
適ゲインに到達する手段などがあった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
のフィードバックゲイン自動調整ユニットでは、評価関
数演算部において目標値指令部からの位置指令出力後か
ら、一定時間位置偏差Δθもしくは位置θ，速度ω，ト
ルク指令５ａの誤差自乗面積を１つ以上の重み付け和を
求めるため、その重みの決め方によって評価関数の最小
となるゲインがまちまちとなる。そのためある電動機と
負荷の組み合わせでは最適ゲインが決まるが、別の電動
機と負荷の組み合わせでは自動調整後に振動が発生する
事もあり問題があった。
のフィードバックゲイン自動調整ユニットでは、評価関
数演算部において目標値指令部からの位置指令出力後か
ら、一定時間位置偏差Δθもしくは位置θ，速度ω，ト
ルク指令５ａの誤差自乗面積を１つ以上の重み付け和を
求めるため、その重みの決め方によって評価関数の最小
となるゲインがまちまちとなる。そのためある電動機と
負荷の組み合わせでは最適ゲインが決まるが、別の電動
機と負荷の組み合わせでは自動調整後に振動が発生する
事もあり問題があった。
【００１０】本発明は上記問題点に鑑み、電動機と負荷
の組み合わせ毎に評価関数の重みを変更しなくとも、即
応性に優れ振動のない安定した挙動をもたらす最適なフ
ィードバックゲインを短時間に決定する手段を有する、
フィードバックゲイン自動調整ユニットを提供すること
を目的とする。
の組み合わせ毎に評価関数の重みを変更しなくとも、即
応性に優れ振動のない安定した挙動をもたらす最適なフ
ィードバックゲインを短時間に決定する手段を有する、
フィードバックゲイン自動調整ユニットを提供すること
を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明のフィードバック
ゲイン自動調整ユニットは、ゲイン自動調整時に実際に
電動機を駆動し評価関数を演算するために位置制御部に
対し位置指令５ｂを出力する機能と、過渡時の評価とし
ての位置偏差の評価関数と安定時の評価としてのトルク
指令の評価関数を独立して演算する機能と、ゲインの組
み合わせに対する位置偏差とトルク指令を別々に記憶す
る手段と、現ゲイン近傍のゲインに対する位置偏差の評
価関数から位置偏差の評価関数が最小になるゲインを決
定する機能と、それにより決定されたゲインにより電動
機振動の有無をトルク指令の評価関数から判断する機能
を設け、ゲインの組み合わせ毎に電動機を往復運動させ
評価関数を演算し記憶し、評価関数の小さくなる方向に
ゲインを変更しながら、振動し始める手前でゲイン変更
を止め、最適なフィードバックゲインを決定することを
特徴とする。
ゲイン自動調整ユニットは、ゲイン自動調整時に実際に
電動機を駆動し評価関数を演算するために位置制御部に
対し位置指令５ｂを出力する機能と、過渡時の評価とし
ての位置偏差の評価関数と安定時の評価としてのトルク
指令の評価関数を独立して演算する機能と、ゲインの組
み合わせに対する位置偏差とトルク指令を別々に記憶す
る手段と、現ゲイン近傍のゲインに対する位置偏差の評
価関数から位置偏差の評価関数が最小になるゲインを決
定する機能と、それにより決定されたゲインにより電動
機振動の有無をトルク指令の評価関数から判断する機能
を設け、ゲインの組み合わせ毎に電動機を往復運動させ
評価関数を演算し記憶し、評価関数の小さくなる方向に
ゲインを変更しながら、振動し始める手前でゲイン変更
を止め、最適なフィードバックゲインを決定することを
特徴とする。
【００１２】
【作用】本発明のフィードバックゲイン自動調整ユニッ
トは、過渡時の評価を位置偏差の評価関数で、また電動
機の振動の有無つまり定状時の安定性をトルク指令の評
価関数というように分けて判断しているため、各評価関
数の重みを必要としない。そのため電動機や負荷の組み
合わせの変更に対しても調整を必要としない。
トは、過渡時の評価を位置偏差の評価関数で、また電動
機の振動の有無つまり定状時の安定性をトルク指令の評
価関数というように分けて判断しているため、各評価関
数の重みを必要としない。そのため電動機や負荷の組み
合わせの変更に対しても調整を必要としない。
【００１３】
【実施例】本発明の実施例を、図１，図２，図３に基づ
き説明する。
き説明する。
【００１４】図１は本実施例のフィードバックゲイン自
動調整ユニット２０に全体構成を含めたブロック図であ
る。
動調整ユニット２０に全体構成を含めたブロック図であ
る。
【００１５】部品や回路基板を乗せて動くテーブル１は
電動機２に直結されたボールネジ３の回転により駆動さ
れ、電動機２はトルク制御部４と点線部の位置制御部５
により制御される。その位置制御部５のフィードバック
ゲインを自動的に調整するのが、一点鎖線で示されるフ
ィードバックゲイン自動調整ユニット２０である。
電動機２に直結されたボールネジ３の回転により駆動さ
れ、電動機２はトルク制御部４と点線部の位置制御部５
により制御される。その位置制御部５のフィードバック
ゲインを自動的に調整するのが、一点鎖線で示されるフ
ィードバックゲイン自動調整ユニット２０である。
【００１６】トルク制御部４は位置制御部５からのトル
ク指令５ａに電動機トルクが追従するように、ロータリ
ーエンコーダ７のエンコーダパルスをフィードバックし
て電動機２に電流２ａを供給する。
ク指令５ａに電動機トルクが追従するように、ロータリ
ーエンコーダ７のエンコーダパルスをフィードバックし
て電動機２に電流２ａを供給する。
【００１７】位置制御部５は位置指令５ｂに電動機位置
（角度）θが追従するように、トルク制御部４からの位
置データθと速度データωをフィードバックし、トルク
制御部４にトルク指令５ａを出力する。トルク指令５ａ
は、位置指令５ｂと位置データθとの偏差Δθに位置フ
ィードバックゲイン（Ｋｐ）８を乗じた値と、速度デー
タωとの差に速度フィードバックゲイン（Ｋｖｐ）９を
乗じて求める。フィードバックゲイン自動調整ユニット
２０以外は図４の従来例と同じである。
（角度）θが追従するように、トルク制御部４からの位
置データθと速度データωをフィードバックし、トルク
制御部４にトルク指令５ａを出力する。トルク指令５ａ
は、位置指令５ｂと位置データθとの偏差Δθに位置フ
ィードバックゲイン（Ｋｐ）８を乗じた値と、速度デー
タωとの差に速度フィードバックゲイン（Ｋｖｐ）９を
乗じて求める。フィードバックゲイン自動調整ユニット
２０以外は図４の従来例と同じである。
【００１８】フィードバックゲイン自動調整ユニット２
０は、ゲイン自動調整時の目標値指令部１０，位置偏差
評価関数演算部１４，位置偏差評価関数記憶部１５，ト
ルク指令評価関数演算部１６，トルク指令評価関数記憶
部１７，評価関数最小ゲイン決定部１８，トルク振動判
定部１９により構成される。
０は、ゲイン自動調整時の目標値指令部１０，位置偏差
評価関数演算部１４，位置偏差評価関数記憶部１５，ト
ルク指令評価関数演算部１６，トルク指令評価関数記憶
部１７，評価関数最小ゲイン決定部１８，トルク振動判
定部１９により構成される。
【００１９】ゲイン自動調整時目標値指令部１０はゲイ
ン自動調整時に実際に電動機２を駆動し評価関数を演算
するために、位置制御部に対し位置指令５ｂを出力す
る。位置指令の出力の方法としてはステップ状の場合で
も、加速度を限定するため速度波形が台形状にした位置
指令でもよいが、より現実的にゲインを自動調整するに
は実際に使用している代表的な位置指令とする。
ン自動調整時に実際に電動機２を駆動し評価関数を演算
するために、位置制御部に対し位置指令５ｂを出力す
る。位置指令の出力の方法としてはステップ状の場合で
も、加速度を限定するため速度波形が台形状にした位置
指令でもよいが、より現実的にゲインを自動調整するに
は実際に使用している代表的な位置指令とする。
【００２０】位置偏差評価関数演算部１４では電動機２
の過渡特性を評価するため、位置指令出力後から安定領
域に入るまでの過渡時の位置偏差の誤差自乗面積を演算
する。ただし自動調整開始から完了までは演算する時間
を統一する。また、評価関数のバラツキを抑えるため１
つのゲインの組み合わせに対し一往復、つまり行きと返
りの評価関数の和とする。
の過渡特性を評価するため、位置指令出力後から安定領
域に入るまでの過渡時の位置偏差の誤差自乗面積を演算
する。ただし自動調整開始から完了までは演算する時間
を統一する。また、評価関数のバラツキを抑えるため１
つのゲインの組み合わせに対し一往復、つまり行きと返
りの評価関数の和とする。
【００２１】位置偏差評価関数記憶部１５は、位置偏差
評価関数演算部１４で得られた位置偏差の評価関数とゲ
インを一組にして記憶し、ゲイン決定の際のデータベー
スとする。
評価関数演算部１４で得られた位置偏差の評価関数とゲ
インを一組にして記憶し、ゲイン決定の際のデータベー
スとする。
【００２２】トルク指令評価関数演算部１６では、電動
機２の定状時を評価するため、位置指令出力後定状時に
入ってから一定時間のトルク指令の誤差自乗面積を演算
する。ただし、位置偏差の評価関数同様ゲインの組み合
わせに対し一往復の評価関数の和とし、自動調整開始か
ら完了までは演算する時間を統一する。
機２の定状時を評価するため、位置指令出力後定状時に
入ってから一定時間のトルク指令の誤差自乗面積を演算
する。ただし、位置偏差の評価関数同様ゲインの組み合
わせに対し一往復の評価関数の和とし、自動調整開始か
ら完了までは演算する時間を統一する。
【００２３】トルク指令評価関数記憶部１７は、トルク
指令評価関数演算部１６で得られたトルク指令の評価関
数とゲインを一組にして記憶し、ゲイン決定の際のデー
タベースとする。
指令評価関数演算部１６で得られたトルク指令の評価関
数とゲインを一組にして記憶し、ゲイン決定の際のデー
タベースとする。
【００２４】評価関数最小ゲイン決定部１８は位置偏差
評価関数記憶部１５からのゲインと評価関数との組み合
わせを元に、現ゲイン近傍のゲインに対する位置偏差の
評価関数から、位置偏差の評価関数が最小になるゲイン
を決定する。
評価関数記憶部１５からのゲインと評価関数との組み合
わせを元に、現ゲイン近傍のゲインに対する位置偏差の
評価関数から、位置偏差の評価関数が最小になるゲイン
を決定する。
【００２５】トルク振動判定部１９は、評価関数最小ゲ
イン決定部１８により決定されたゲインで、電動機振動
が発生していないかどうかを、トルク指令評価関数記憶
部１７のトルク指令の評価関数がそのリミットを超えて
いないかどうかで判断する。
イン決定部１８により決定されたゲインで、電動機振動
が発生していないかどうかを、トルク指令評価関数記憶
部１７のトルク指令の評価関数がそのリミットを超えて
いないかどうかで判断する。
【００２６】次に第２図に、初期ゲインから最適ゲイン
を決定する過程を、横軸を位置ゲイン（Ｋｐ）８，縦軸
を速度ゲイン（Ｋｖｐ）９としたゲイン平面上で表し
た。任意の位置ゲイン（Ｋｐ）８に対し位置偏差の評価
関数が最小となる点をプロットすると右下がりの位置偏
差評価関数最小ライン２０となる。
を決定する過程を、横軸を位置ゲイン（Ｋｐ）８，縦軸
を速度ゲイン（Ｋｖｐ）９としたゲイン平面上で表し
た。任意の位置ゲイン（Ｋｐ）８に対し位置偏差の評価
関数が最小となる点をプロットすると右下がりの位置偏
差評価関数最小ライン２０となる。
【００２７】また、トルク指令の評価関数がそれ以上大
きくなると電動機２が振動するというリミッタ（境界
線）をこの平面上に表すと左下がりの振動境界ライン２
１となる。
きくなると電動機２が振動するというリミッタ（境界
線）をこの平面上に表すと左下がりの振動境界ライン２
１となる。
【００２８】位置偏差の評価関数最小ライン２０と振動
境界ライン２１は必ずゲイン平面上で交わり、この交点
のゲインを選べば振動も無く電動機２は最も早く収束す
る。
境界ライン２１は必ずゲイン平面上で交わり、この交点
のゲインを選べば振動も無く電動機２は最も早く収束す
る。
【００２９】この交点を探すには、位置ゲイン（Ｋｐ）
８，速度ゲイン（Ｋｖｐ）９を任意のステップ幅で区切
り二次元配列とし、そのステップ幅でゲインを変化させ
ながら、まず位置偏差評価関数最小ライン２０を見つ
け、その後位置偏差評価関数最小ライン２０上をたどっ
て行き振動境界２１の手前で止めるという方法で探す事
が可能である。なお、位置偏差評価関数最小ライン２０
と振動境界ライン２１の位置はゲイン自動調整中わかっ
ていないもので、わからなくてもその交点は求まる。
８，速度ゲイン（Ｋｖｐ）９を任意のステップ幅で区切
り二次元配列とし、そのステップ幅でゲインを変化させ
ながら、まず位置偏差評価関数最小ライン２０を見つ
け、その後位置偏差評価関数最小ライン２０上をたどっ
て行き振動境界２１の手前で止めるという方法で探す事
が可能である。なお、位置偏差評価関数最小ライン２０
と振動境界ライン２１の位置はゲイン自動調整中わかっ
ていないもので、わからなくてもその交点は求まる。
【００３０】今、初期ゲインが点Ｐ２であったとる。Ｋ
ｐ一定でＫｖｐが両隣である点Ｐ１，点Ｐ３と点Ｐ２の
３点の位置偏差の評価関数を比較する。点Ｐ３の位置偏
差の評価関数の方が小さいのでゲインを点Ｐ３に移す。
同様な操作を繰り返し点Ｐ５に来たとする。点Ｐ４，点
Ｐ５，点Ｐ６では真ん中の点Ｐ５で位置偏差の評価関数
が最小となるので、ゲインは位置偏差評価関数ライン２
０に到達した事になる。この時、点Ｐ５でのトルク指令
評価関数が振動リミット以上であれば、Ｋｐを一つ小さ
くし、同様にして振動しない範囲で位置偏差評価関数ラ
インが見つかるまで繰り返す。振動境界ライン２１が左
下がりであるため、振動領域２２は抜けられる。
ｐ一定でＫｖｐが両隣である点Ｐ１，点Ｐ３と点Ｐ２の
３点の位置偏差の評価関数を比較する。点Ｐ３の位置偏
差の評価関数の方が小さいのでゲインを点Ｐ３に移す。
同様な操作を繰り返し点Ｐ５に来たとする。点Ｐ４，点
Ｐ５，点Ｐ６では真ん中の点Ｐ５で位置偏差の評価関数
が最小となるので、ゲインは位置偏差評価関数ライン２
０に到達した事になる。この時、点Ｐ５でのトルク指令
評価関数が振動リミット以上であれば、Ｋｐを一つ小さ
くし、同様にして振動しない範囲で位置偏差評価関数ラ
インが見つかるまで繰り返す。振動境界ライン２１が左
下がりであるため、振動領域２２は抜けられる。
【００３１】次に位置偏差評価関数最小ライン２０をた
どりながら位置偏差評価関数を小さくするには、点Ｐ５
とその下の点Ｐ６，右下の点Ｐ７，右隣の点Ｐ８の４点
について位置偏差の評価関数を比較し、評価関数が小さ
くなるようにゲイン変更を繰り返す。この場合まず点Ｐ
７に移り、同様に繰り返して、点Ｐ９まで移る。次に点
Ｐ９とその近傍の点Ｐ１０，点Ｐ１１点Ｐ１２の位置偏
差の評価関数を比較して点Ｐ１１を選んだとしても、点
Ｐ１１でのトルク指令の評価関数がリミッタを越え振動
領域２２に入っているので、最適なゲインは点Ｐ９と決
定される。ただし、位置偏差評価関数最小ライン２０上
で、トルク指令の評価関数がリミッタを越えずに位置偏
差の評価関数が最小になった時はその点を最適ゲインと
する。
どりながら位置偏差評価関数を小さくするには、点Ｐ５
とその下の点Ｐ６，右下の点Ｐ７，右隣の点Ｐ８の４点
について位置偏差の評価関数を比較し、評価関数が小さ
くなるようにゲイン変更を繰り返す。この場合まず点Ｐ
７に移り、同様に繰り返して、点Ｐ９まで移る。次に点
Ｐ９とその近傍の点Ｐ１０，点Ｐ１１点Ｐ１２の位置偏
差の評価関数を比較して点Ｐ１１を選んだとしても、点
Ｐ１１でのトルク指令の評価関数がリミッタを越え振動
領域２２に入っているので、最適なゲインは点Ｐ９と決
定される。ただし、位置偏差評価関数最小ライン２０上
で、トルク指令の評価関数がリミッタを越えずに位置偏
差の評価関数が最小になった時はその点を最適ゲインと
する。
【００３２】次に第３図に、最適ゲインを決定する過程
のフローチャートを示す。なお位置ゲイン（Ｋｐ）８と
速度ゲイン（Ｋｖｐ）９は配列として扱い、それぞれ一
定のステップ幅で区切られNo.がつけられている。
のフローチャートを示す。なお位置ゲイン（Ｋｐ）８と
速度ゲイン（Ｋｖｐ）９は配列として扱い、それぞれ一
定のステップ幅で区切られNo.がつけられている。
【００３３】まず＃１で初期ゲインが得られそのゲイン
No.が（ｉ，ｊ）に代入され、＃２でＫｖｐのNo.が両隣
の点（ｉ，ｊ−１），（ｉ，ｊ＋１）を含めて３点の、
位置偏差の評価関数ＪΔθとトルク指令の評価関数ＪTL
を測定する。記憶部にすでに測定結果が存在する時はそ
のデータを測定結果とする。次に＃３で、その３点の中
央のＪΔθが最小となりそのゲインが位置偏差評価関数
最小ライン２０上にあるかどうかを調べる。３点の中央
のＪΔθが最小でない場合は＃４に進み、３点中ＪΔθ
が最小となる点にゲインを移し、そのゲインNo.を
（ｉ，ｊ）に代入する。その後また＃２に進み３点の中
央のＪΔθが最小になるまで繰り返し、最小になると＃
５に進む。＃５で現在のゲインでのＪＴLがＪTLのリミ
ッタを越えていないかどうかを調べ、越えていればＫｐ
のNo.を一つ小さくし、＃２にもどりＪTLがリミッタを
越えなくなるまで繰り返す。ＪTLがリミッタを越えてい
なければ＃７に進む。
No.が（ｉ，ｊ）に代入され、＃２でＫｖｐのNo.が両隣
の点（ｉ，ｊ−１），（ｉ，ｊ＋１）を含めて３点の、
位置偏差の評価関数ＪΔθとトルク指令の評価関数ＪTL
を測定する。記憶部にすでに測定結果が存在する時はそ
のデータを測定結果とする。次に＃３で、その３点の中
央のＪΔθが最小となりそのゲインが位置偏差評価関数
最小ライン２０上にあるかどうかを調べる。３点の中央
のＪΔθが最小でない場合は＃４に進み、３点中ＪΔθ
が最小となる点にゲインを移し、そのゲインNo.を
（ｉ，ｊ）に代入する。その後また＃２に進み３点の中
央のＪΔθが最小になるまで繰り返し、最小になると＃
５に進む。＃５で現在のゲインでのＪＴLがＪTLのリミ
ッタを越えていないかどうかを調べ、越えていればＫｐ
のNo.を一つ小さくし、＃２にもどりＪTLがリミッタを
越えなくなるまで繰り返す。ＪTLがリミッタを越えてい
なければ＃７に進む。
【００３４】＃７では現在のゲインNo.（ｉ，ｊ）と、
（ｉ＋１，ｊ），（ｉ，ｊ＋１），（ｉ＋１，ｊ＋１）
の４点のＪΔθとＪTLを測定する。位置偏差評価関数記
憶部１５とトルク指令評価関数記憶部１７にすでに測定
結果が存在する時はそのデータを測定結果とする。次に
＃８，＃９で、ゲインNo.が（ｉ，ｊ）以外の３点のＪ
TLの全てがＪTLのリミッタより小さく、（ｉ，ｊ）での
ＪΔθが４点中最小でない時は＃１０に進み、４点中Ｊ
Δθが最小のゲインNo.を（ｉ，ｊ）に代入し、また＃
７に戻る。それ以外は＃１１で現在のゲインNo.のゲイ
ンを最適ゲインと決定して終了する。
（ｉ＋１，ｊ），（ｉ，ｊ＋１），（ｉ＋１，ｊ＋１）
の４点のＪΔθとＪTLを測定する。位置偏差評価関数記
憶部１５とトルク指令評価関数記憶部１７にすでに測定
結果が存在する時はそのデータを測定結果とする。次に
＃８，＃９で、ゲインNo.が（ｉ，ｊ）以外の３点のＪ
TLの全てがＪTLのリミッタより小さく、（ｉ，ｊ）での
ＪΔθが４点中最小でない時は＃１０に進み、４点中Ｊ
Δθが最小のゲインNo.を（ｉ，ｊ）に代入し、また＃
７に戻る。それ以外は＃１１で現在のゲインNo.のゲイ
ンを最適ゲインと決定して終了する。
【００３５】以上の方法により、振動しない範囲で位置
偏差の評価関数をできるだけ小さくでき、過渡時の応答
性が速く定状時に振動しないフィードバックゲインの自
動調整が実現した。
偏差の評価関数をできるだけ小さくでき、過渡時の応答
性が速く定状時に振動しないフィードバックゲインの自
動調整が実現した。
【００３６】この方法で使用した定数は初期ゲインとＪ
TLのリミッタであるが、初期ゲインは電動機２がそこそ
こ動く範囲であればどこでも良く、ＪTLのリミッタは電
動機２が振動している時としていない時でＪTLが大幅に
違うため少々負荷が変動しても固定でよい。
TLのリミッタであるが、初期ゲインは電動機２がそこそ
こ動く範囲であればどこでも良く、ＪTLのリミッタは電
動機２が振動している時としていない時でＪTLが大幅に
違うため少々負荷が変動しても固定でよい。
【００３７】
【発明の効果】本発明の高速位置決め制御する電動機の
フィードバックゲイン自動調整ユニットによれば過渡時
の即応性は位置偏差の評価関数、安定時の振動はトルク
指令の評価関数と分けており、一般的に使用されている
評価関数の重みは存在しない。そのため重みの調整は問
題とならなくなった。また、ゲイン平面上の任意のＫｐ
に対して位置偏差の評価関数が最小になるラインを通っ
てゲインを変更させるため、電動機や負荷が変更されそ
のラインが変わっても、自動調整しなおせば、またその
ライン上に沿って位置偏差の評価関数が小さくなる方向
にゲインを移動させ、振動する手前のゲインを選ぶ事に
より最適ゲインが決定される。
フィードバックゲイン自動調整ユニットによれば過渡時
の即応性は位置偏差の評価関数、安定時の振動はトルク
指令の評価関数と分けており、一般的に使用されている
評価関数の重みは存在しない。そのため重みの調整は問
題とならなくなった。また、ゲイン平面上の任意のＫｐ
に対して位置偏差の評価関数が最小になるラインを通っ
てゲインを変更させるため、電動機や負荷が変更されそ
のラインが変わっても、自動調整しなおせば、またその
ライン上に沿って位置偏差の評価関数が小さくなる方向
にゲインを移動させ、振動する手前のゲインを選ぶ事に
より最適ゲインが決定される。
【００３８】したがって電動機の種類や負荷が変わって
も、ゲイン自動調整のための常数を変更する事なく、短
時間にフィードバックゲインを自動調整できる。
も、ゲイン自動調整のための常数を変更する事なく、短
時間にフィードバックゲインを自動調整できる。
【図１】本発明の一実施例のフィードバックゲイン自動
調整部のブロック図
調整部のブロック図
【図２】本実施例の最適ゲイン決定に関する、ゲイン平
面上での概略説明図
面上での概略説明図
【図３】本実施例の最適ゲインを決定するに至るフロー
チャート図
チャート図
【図４】従来例のブロック図
２ 電動機 ４ トルク制御手段 ５ 位置制御手段 １０ ゲイン自動調整時目標値指令手段 １４ 位置偏差評価関数演算手段 １５ 位置偏差評価関数記憶手段 １６ トルク指令評価関数演算手段 １７ トルク指令評価関数記憶手段 １８ 評価関数最小ゲイン決定手段 １９ トルク振動判定手段 ２０ フィードバックゲイン自動調整ユニット
Claims (1)
- 【請求項１】 高速位置決め制御する電動機のフィード
バックゲイン自動調整ユニットにおいて、ゲイン自動調
整時の目標値を指令する目標値指令手段と、位置偏差の
誤差自乗面積を評価関数として演算する位置偏差評価関
数演算手段と、前記位置偏差評価関数演算機能で演算さ
れた評価関数の値を順次記憶する位置偏差評価関数記憶
手段と、前記位置偏差評価関数に格納された複数の位置
偏差の評価関数の値を比較し評価関数の値が小さい方の
ゲインを決定するゲイン決定手段と、トルク指令型ドラ
イバを有する場合のトルク指令の誤差自乗面積を評価関
数として演算するトルク指令評価関数演算手段と、前記
トルク指令評価関数演算機能で演算された評価関数の値
を順次記憶するトルク指令評価関数記憶手段と、前記ゲ
イン決定機能で決定されたゲインに対する前記トルク指
令評価関数記憶機能に格納されたトルク指令の評価関数
を元に電動機の振動の有無を判定するトルク振動判定手
段とを有する事を特徴とするフィードバックゲイン自動
調整ユニット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5002361A JPH06208404A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | フィードバックゲイン自動調整ユニット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5002361A JPH06208404A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | フィードバックゲイン自動調整ユニット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06208404A true JPH06208404A (ja) | 1994-07-26 |
Family
ID=11527124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5002361A Pending JPH06208404A (ja) | 1993-01-11 | 1993-01-11 | フィードバックゲイン自動調整ユニット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06208404A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08255023A (ja) * | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Nec Corp | 位置決め制御方法，位置決め制御装置およびこれを利用したヘッド位置決め制御装置 |
| JP2003009562A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-01-10 | Yaskawa Electric Corp | 制御ゲイン探索機能を備えたモータ制御装置 |
| JP2007505020A (ja) * | 2003-09-10 | 2007-03-08 | コネ コーポレイション | エレベータの制御 |
| WO2009087813A1 (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-16 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | モータ制御装置 |
| KR20150004840A (ko) * | 2012-05-18 | 2015-01-13 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 고로로의 원료 장입 방법 |
| WO2015129207A1 (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動機の制御装置に用いられる制御パラメータの調整方法、および、この制御パラメータの調整方法が用いられる電動機の制御装置 |
-
1993
- 1993-01-11 JP JP5002361A patent/JPH06208404A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08255023A (ja) * | 1995-03-17 | 1996-10-01 | Nec Corp | 位置決め制御方法，位置決め制御装置およびこれを利用したヘッド位置決め制御装置 |
| JP2003009562A (ja) * | 2001-06-15 | 2003-01-10 | Yaskawa Electric Corp | 制御ゲイン探索機能を備えたモータ制御装置 |
| JP4696406B2 (ja) * | 2001-06-15 | 2011-06-08 | 株式会社安川電機 | 制御ゲイン探索機能を備えたモータ制御装置 |
| JP2007505020A (ja) * | 2003-09-10 | 2007-03-08 | コネ コーポレイション | エレベータの制御 |
| WO2009087813A1 (ja) * | 2008-01-11 | 2009-07-16 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | モータ制御装置 |
| JP5278333B2 (ja) * | 2008-01-11 | 2013-09-04 | 株式会社安川電機 | モータ制御装置 |
| KR20150004840A (ko) * | 2012-05-18 | 2015-01-13 | 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 | 고로로의 원료 장입 방법 |
| WO2015129207A1 (ja) * | 2014-02-25 | 2015-09-03 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動機の制御装置に用いられる制御パラメータの調整方法、および、この制御パラメータの調整方法が用いられる電動機の制御装置 |
| JP5970662B2 (ja) * | 2014-02-25 | 2016-08-17 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 電動機の制御装置に用いられる制御パラメータの調整方法、および、この制御パラメータの調整方法が用いられる電動機の制御装置 |
| CN105917570A (zh) * | 2014-02-25 | 2016-08-31 | 松下知识产权经营株式会社 | 电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法以及使用该控制参数的调整方法的电动机的控制装置 |
| US10007249B2 (en) | 2014-02-25 | 2018-06-26 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Control apparatus of an electric motor |
| CN105917570B (zh) * | 2014-02-25 | 2018-09-14 | 松下知识产权经营株式会社 | 电动机的控制装置中使用的控制参数的调整方法以及使用该控制参数的调整方法的电动机的控制装置 |
| US10197986B2 (en) | 2014-02-25 | 2019-02-05 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Control apparatus of an electric motor |
| US10579038B2 (en) | 2014-02-25 | 2020-03-03 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Control apparatus of an electric motor |
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