JPH06289935A - ディジィタルサーボ制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ディジィタルサーボ制御において、外乱によ
るサーボモータの速度変動を抑制すること。 【構成】現制御周期における、角度検出手段により検出
された回転角と、回転角の予測値と、回転角速度の予測
値と、外乱トルクの予測値と、指令された目標トルク関
連値とから、ディジィタルサーボ制御系に対する同一次
元オブザーバによる演算により、次の制御周期における
外乱トルクを予測し(300-302) 、その予測された外乱ト
ルクを、次の制御周期における目標トルク関連値に加算
補正する(304-306) 。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は交流サーボモータをディ
ジィタル制御するためのディジィタルサーボ制御装置に
関し、特に、外乱トルクによる影響を排除してトルク変
動を防止したものに関する。

【０００２】

【従来技術】従来、ディジィタルサーボ制御装置は、位
置フィードバックループ、速度フィードバックループ、
電流フィードバックループを有している。そして、速度
フィードバックループにおいては、速度偏差の比例・積
分演算により目標電流を演算している。通常、積分時定
数を出来るだけ小さく設定して、即ち、積分項を大きく
することで、外乱による影響を補償している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】又、近年では、ディジ
ィタルサーボ制御装置をロボット装置に使用することが
行われている。ロボット装置の場合には、積分時定数を
短く設定した場合には、ロボットが高速動作する場合
に、ロボット先端に大きな低周波振動を誘起する。これ
を防止するために、積分時定数を長く設定することにな
るが、外乱に弱いサーボ系となり、速度変動が大きくな
る。

【０００４】本発明は上記課題を解決するために成され
たものであり、その目的は、ディジィタルサーボ制御に
おいて、外乱によるサーボモータの速度変動を抑制する
ことである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の構成は、各フィードバックループに対する目標
値をディジィタル量で与えるサーボ送りにおける障害物
検出装置において、現制御周期における、角度検出手段
により検出された回転角と、回転角の予測値と、回転角
速度の予測値と、外乱トルクの予測値と、指令された目
標トルク関連値とから、ディジィタルサーボ制御系に対
する同一次元オブザーバによる演算により、次の制御周
期における外乱トルクを予測し、次の制御周期における
予測された外乱トルクを、次の制御周期における目標ト
ルク関連値に加算補正するようにしたことを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】現制御周期における、角度検出手段により検出
された回転角と、回転角の予測値と、回転角速度の予測
値と、外乱トルクの予測値と、指令された目標トルク関
連値とから、ディジィタルサーボ制御系に対する同一次
元オブザーバによる演算により、次の制御周期における
外乱トルクが予測される。そして、次の制御周期におけ
る予測された外乱トルクは、次の制御周期における目標
トルク関連値に加算補正される。

【０００７】従って、次の制御周期において発生が予測
される外乱トルクの分だけ、目標トルク関連値が加算補
正された上で、その補正された目標トルク関連値が電流
フィードバックループに対する目標電流となる。

【０００８】

【発明の効果】本発明は、上記の如く、ディジィタルサ
ーボ制御系に対する同一次元オブザーバを用いた予測演
算により、次の制御周期に発生する外乱トルクを予測し
た上で、目標トルク関連値が加算補正され、その補正値
に基づいて電流フィードバックループの電流が制御され
る。従って、外乱トルクが大きくなると予測される場合
には、目標トルク関連値が大きく補正され、外乱トルク
が小さくなると予測される場合には、目標トルク関連値
が小さく補正されることになり、サーボモータに外乱ト
ルクが加わっても、速度変動が抑制される。

【０００９】

【実施例】以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説
明する。図１は本発明に係るディジィタルサーボ制御装
置の構成を示したブロックダイヤグラムである。ディジ
ィタルサーボ制御装置１０は主として、ＣＰＵ１１、Ｒ
ＯＭ１２、ＲＡＭ１３、ディジィタルシグナルプロセッ
サ（以下「ＤＳＰ」という）１４、共通ＲＡＭ１７，Ｃ
ＰＵ２３、Ａ／Ｄ変換器１５ａ，１５ｂ，ＲＯＭ２０，
ＲＡＭ２４及び現在値カウンタ１６から構成されてい
る。ＣＰＵ１１にはインタフェース１９を介してキーボ
ード２１及びＣＲＴ表示装置２２が接続されている。

【００１０】ＤＳＰ１４は位置及び速度制御用の演算を
行い、ＤＳＰ１４の出力は電流制御用のＣＰＵ２３に入
力され、ＣＰＵ２３の出力はインバータ２５に入力さ
れ、そのインバータ２５はＣＰＵ２３の出力信号に応じ
てサーボモータ３１を駆動する。サーボモータ３１には
同期モータが用いられ、インバータ２５のＰＷＭ電圧制
御によりサーボモータ３１の負荷電流が制御され、その
結果、出力トルクが制御される。

【００１１】サーボモータ３１のu 相及びv 相の負荷電
流はカレントトランスフォーマＣＴ３２ａ，３２ｂによ
り検出され、増幅器１８ａ，１８ｂにより増幅される。
その増幅器１８ａ，１８ｂの出力は、Ａ／Ｄ変換器１５
ａ，１５ｂに入力され、所定の周期でサンプリングさ
れ、ディジィタル値に変換される。そのサンプリングさ
れた値は、瞬時負荷電流のフィードバック値として、Ｃ
ＰＵ２３に入力する。又、サーボモータ３１にはパルス
エンコーダ３３が接続され、その現在位置（現在回転
角）が検出される。パルスエンコーダ３３の出力は波形
成形・方向判別回路３４を介して現在値カウンタ１６に
接続されている。

【００１２】波形成形・方向判別回路３４を介して現在
値カウンタ１６に入力されるパルスエンコーダ３３から
の出力信号は現在値カウンタ１６の値を加減させる。Ｄ
ＳＰ１４により、現在値カウンタ１６の値は現在位置フ
ィードバック値として読み込まれ、ＤＳＰ１４により、
ＣＰＵ１１から出力された目標値（目標回転角）と比較
され位置偏差（角度偏差）が算出される。そして、ＤＳ
Ｐ１４により、その位置偏差に基づいて速度目標値（回
転角速度目標値）が算出される。

【００１３】又、ＤＳＰ１４に入力された現在位置フィ
ードバック値は微分され、速度フィードバック値が算出
される。ＤＳＰ１４により、位置偏差に応じて決定され
る速度目標値と速度フィードバック値とが比較され速度
偏差（回転角速度偏差）が算出され、その速度偏差に基
づいて電流目標値が算出される。

【００１４】一方、ＣＴ３２ａ，３２ｂにて検出された
負荷電流は、増幅器１８ａ，１８ｂ及びＡ／Ｄ変換器１
５ａ，１５ｂを介してＣＰＵ２３に入力する。そして、
後で詳しく説明するように、電流制御周期において検出
された回転角、回転角の予測値、回転角速度の予測値、
外乱トルクの予測値、指令された目標トルク関連値に基
づいて、次の電流制御周期における外乱トルクが予測演
算される。その予測された外乱トルクの分だけ次の電流
制御周期において指令される目標トルク関連値が加算補
正される。目標トルク関連値としては、最も具体的に
は、目標電流である。

【００１５】そして、ＣＰＵ２３により、電流目標値と
電流フィードバック値と比較され、電流偏差が算出され
る。その時の瞬時電流偏差と瞬時電流偏差の累積値と電
流目標値とに基づいて、即ち、比例積分演算により、そ
の電流制御時刻における瞬時電流指令値が演算される。
その瞬時電流指令値は高周波数の三角波と比較され、イ
ンバータ２５の各相のトランジスタのオンオフを制御す
る電圧制御ＰＷＭ信号が生成される。

【００１６】その電圧制御ＰＷＭ信号は、インバータ２
５に出力され、そのインバータ２５の各相のトランジス
タがそれぞれ駆動される。このインバータ２５のスイッ
チングにより、各相の負荷電流は電流目標値に制御され
ることになる。尚、サーボモータ３１の位置決めは、Ｃ
ＰＵ１１により、現在値カンウタ１６の出力値が位置の
目標値に等しくなったと判定された時に完了される。
又、Ａ／Ｄ変換器１５ａ，１５ｂによってサンプリング
されたu 相,v相の負荷電流値は、ＣＰＵ２３によりdq変
換される。

【００１７】本実施例のディジィタルサーボ制御装置
は、上述したように、位置、速度及び電流の３つのフィ
ードバックループにより構成されている。より下位のフ
ィードバックループ程、より高い応答性が要求され、例
えば、最下位の電流フィードバックループは 100μs 、
速度フィードバックループはその数倍、位置フィードバ
ックループは更にその数倍の時間間隔で同期をとってデ
ータのサンプリングが実行され、それぞれのフィードバ
ックループの処理が実行される。

【００１８】次に、本実施例装置の作動について説明す
る。図２はＲＯＭ１２に記憶されたＣＰＵ１１によって
実行されるプログラムを示したフローチャートである。
このプログラムが実行される前の状態では、サーボモー
タ３１は停止状態にある。

【００１９】ステップ２００において、ＲＡＭ１３から
１ブロックの移動指令データが読み込まれ、ステップ２
０２において、ＲＡＭ１３のフラグ領域における加減速
フラグがオンとされる。次に、ステップ２０４において
サーボモータ３１を停止状態から指令された定速度まで
に加速するための加速領域における補間目標位置（補間
目標回転角）が演算され、その補間目標位置は時々刻々
共通ＲＡＭ１７に出力されそこに記憶される。

【００２０】次に、加速が終了すると、ステップ２０６
において加減速フラグがオフとされ、次のステップ２０
８においてＲＡＭ１３のフラグ領域における定速フラグ
がオンとされる。次に、ステップ２１０において定速領
域における補間目標位置が演算され、その補間目標位置
は時々刻々共通ＲＡＭ１７に出力されそこに記憶され
る。

【００２１】次に、ステップ２１２において１ブロック
の移動指令データに指令目標位置で一旦停止する指令が
含まれているか否かが判定される。停止指令が付与され
ていない場合にはステップ２１４において、次のブロッ
クの移動指令データが入力され、ステップ２１０で定速
領域における補間目標位置が演算される。ステップ２１
０、２１４の繰り返しにより、定速で目標位置を順次更
新させ、補間目標位置を順次出力させることができる。

【００２２】ステップ２１２において移動指令データに
一旦停止指令が含まれていると判定された場合には、ス
テップ２１６において加減速フラグがオンされ、次のス
テップ２１８において定速フラグがオフされる。そし
て、ステップ２２０において減速領域の補間目標位置が
順次演算され、その補間目標位置は時々刻々共通ＲＡＭ
１７に出力され、そこに記憶される。

【００２３】次に、減速補間が完了した後は、ステップ
２２２においてサーボロック状態であることを示すため
にＲＡＭ１３のフラグ領域におけるサーボロックフラグ
がオンとされる。そして、ステップ２２４において同一
の目標位置が時々刻々共通ＲＡＭ１７に出力され、その
目標位置はそこに記憶される。その結果、サーボモータ
３１はサーボロック状態、即ち、通電状態で同一位置に
保持される。

【００２４】移動指令データにより指令された時間だけ
の一旦停止が完了した後は、ステップ２００に戻り、次
のブロックの移動指令データが読み込まれ、上述のステ
ップと同様にサーボモータの位置制御が行われる。この
ようにして、サーボモータの位置が指令される。

【００２５】次に、ＤＳＰ１４はＲＯＭ２０に記憶され
た図３のプログラムを実行し、ＣＰＵ２３はＲＯＭ２３
に記憶された図４に示すプログラムを実行して、サーボ
モータ３１の位置、速度、トルク制御を行う。図３、図
４のプログラムは、ＤＳＰ１４及びＣＰＵ２３によっ
て、所定の最小周期毎に繰り返し実行される。

【００２６】ステップ１００では、現実行サイクルが位
置偏差演算タイミングか否かが判定され、位置偏差演算
タンミングであればステップ１０２に移行し、共通ＲＡ
ＭからＣＰＵ１１によりその時刻で指令された目標位置
θ(i)(補間目標回転角) が入力され記憶される。又、過
去一定時間内の目標位置は共通ＲＡＭ１７に保存されて
いる。

【００２７】次に、ステップ１０４において現在値カウ
ンタ１６に保持された現在位置（電気角）θa(i)が読み
込まれる。次に、ステップ１０６において、現時刻(i)
の目標位置θ(i) と現在位置θa(i)との位置偏差Δθ
(i) が演算される。次に、ステップ１０８において目標
速度Ｖ(i) が位置偏差ΔＰ(i) に比例した値、即ち、次
式により演算される。

【数１】Ｖ(i) ＝ｋ・ΔＰ(i)

【００２８】以上の位置のフィードバック制御は、図７
の信号S1で示したタイミングで実行される。

【００２９】次に、ステップ１１０において、現実行サ
イクルが速度偏差演算タイミングか否かが判定される。
速度偏差演算タンミングであればステップ１１２に移行
し、現在値カウンタ１６に保持された現在位置θa(n)が
読み込まれる。次にステップ１１４に移行して、現時刻
(n) における現在速度Ｖa(n)（現在回転角速度）が演算
される。現在速度Ｖa(n)は、前回の速度偏差演算タイミ
ング時に読み込まれた現在位置θa(n-1)と、今回入力さ
れた現在位置θa(n)と、速度制御周期Ｄとに基づいて次
式によって演算される。

【００３０】

【数２】Ｖa(n)=(θa(n)- θa(n-1)) ／Ｄ

【００３１】次に、ステップ１１６において、ステップ
１０８で演算された目標速度Ｖ(i)（目標回転角速度）
と現在速度Ｖa(n)との偏差、即ち、速度偏差ΔＶ(n) が
演算される。又、速度偏差ΔＶ(n) の累積値（積分）Ｓ
がＳ＝Ｓ＋ΔＶ(n) により演算される。

【００３２】次に、ステップ１１８においてステップ１
１６で演算された速度偏差ΔＶ(n)及び速度偏差の積分
Ｓと、共通ＲＡＭ１７に設定されている比例利得Ｋ_p 及
び目標速度Ｖ(i) に対応して設定されている積分時間Ｔ
_i とを用いて、目標電流のｑ軸成分（有効電流でサーボ
モータのトクルに比例する）Ｉq(n)が次式により演算さ
れる。尚、目標電流のｄ軸成分（無効電流）は０であ
る。

【００３３】

【数３】Ｉq(n)=Ｋ_p(ΔＶ(i)+Ｓ／Ｔ_i )

【００３４】次に、ステップ１１９において、同一次元
オブザーバにより第ｎ制御周期における外乱トルクＴ_L
(n)'が演算される。同一次元オブザーバによる予測演算
は、図６に示すプログラムに従って実行される。予測演
算を行うに先立ち、サーボモータ３１及びパルスエンコ
ーダ３３は図８のようにモデル化できる。即ち、外乱ト
ルクＴ_L , 目標電流Ｉq,サーボモータ３１の慣性モーメ
ントＪ_m , 負荷の慣性モーメントＪ_L , 回転角速度ω及
び回転角θの間には次の関係が成り立つ。

【００３５】

【数４】Ｋ_tn・Ｉq −Ｔ_L ＝（Ｊ_m ＋Ｊ_L）Ｓ² θ ただし、Ｋ_tnはトルク定数である。上記の式を基に図８
を作成し、状態方程式を算出すると、

【００３６】

【数５】 ただし、Ｊ＝Ｊ_m ＋Ｊ_L この式を離散化し、同一次元オ
ブザーバを構成した式（下記数７式）によって予測演算
は行われるのである。図６のステップ３００において、
前回、即ち、第ｎ−１制御周期における誤差が次式で演
算される。

【００３７】

【数６】ｅ(n-1)=θ(n-1)'−θa(n-1) 但し、ｅ(n-1) 、θ(n-1)'、θa(n-1)は、それぞれ、第
ｎ−１制御周期における誤差、回転角の予測演算値、回
転角の実測値である。ここで、θ(n-1)'の初期値θ(1)'
は特定する必要はないが、通常は実測値θa(1)と同一と
する。

【００３８】次に、ステップ３０２において、上記数５
式を離散化して求めた数６式により、 第ｎ−１制御周
期における目標電流Ｉq(n-1)と、回転角の予測値θ(n-
1)'、その時間微分である回転角速度の予測値ω(n-
1)'、外乱トルクの予測値Ｔ_L (n-1)'及び誤差ｅ(n-1)
とから、第ｎ制御周期における回転角の予測値θ(n)'、
その時間微分である回転角速度の予測値ω(n)'、外乱ト
ルクの予測値Ｔ_L (n)'が演算される。

【００３９】

【数７】

【００４０】但し、ｔは第ｎ−１制御周期と第ｎ制御周
期との間の時間間隔、 Jはサーボモータのロータの慣性
モーメント J_m と負荷の慣性モーメント J_L との和、 K
_tnはトルク定数である。

【００４１】次に、ステップ３０４において、第ｎ制御
周期における速度フィードバックループの出力する目標
電流Ｉq(n)が外乱トルクの予測値Ｔ_L (n)'に相当する電
流分Ｔ_L (n)'/K_tnだけ加算補正され、補正目標電流Ｉq
(n)^* が演算される。そして、ステップ３０６で補正目
標電流Ｉq(n)^* が電流フィードバックループにおける電
流の制御目標となる。このように、ＤＳＰ１４は速度制
御周期で繰り返し速度制御を実行する。この速度フィー
ドバック制御は、図７の信号S2で示したタイミングで実
行される。

【００４２】電流制御用ＣＰＵ２３は、図４に示すプロ
グラムを実行する。ステップ１２０において、現実行サ
イクルが電流偏差演算タイミングか否かが判定される。
電流偏差演算タイミングであれば、ステップ１２２に移
行する。ステップ１２２以下は電流フィードバック制御
であり、この制御は、図７の信号S3に示したタイミング
で実行される。ステップ１２２では、電流制御期間の先
頭から測定した電流検出時刻Δｔ₁ 、電流制御期間の先
頭から測定した負荷電流の制御時刻Δｔ₂ と現在速度Ｖ
a(n)とを用いて、その時刻に対応した電気角である電流
検出時電気角θ₁ と制御時電気角θ₂ が補間演算され
る。

【００４３】

【数８】θ₁ ＝θa(n)+Ｖa(n)・Δｔ₁

【数９】θ₂ ＝θa(n)+Ｖa(n)・Δｔ₂

【００４４】この時刻Δｔ₁ ，Δｔ₂ と電気角θ₁ , θ
₂ とは図７に示したように対応している。次にステップ
１２４に移行して、ｕ相、ｖ相の負荷電流の現在値、即
ち、現在電流Ｉu,Ｉv がＡ／Ｄ変換器１５ａ，１５ｂか
ら読み込まれる。次に、ステップ１２６において、その
現在電流Ｉu,Ｉv はdq変換されて、ｄ軸成分Ｉadとｑ軸
成分Ｉaqとが次式によって演算される。

【００４５】

【数１０】Ｉad=2^1/2 ｛lusin(θ₁+2π/3)-Ivsinθ₁｝

【数１１】Ｉaq=2^1/2 ｛Iucos(θ₁+2π/3)-Ivcosθ₁｝

【００４６】尚、dq座標系は、良く知られたように、ｄ
軸は励磁磁場と同相にとられ、ｑ軸は励磁磁場と電気角
で90°の位相差にとられた座標系である。ｄ軸成分は無
効成分をｑ軸成分は有効成分を表す。次に、ステップ１
２８において、ステップ３０６で演算された補正目標電
流Ｉq(n)^* 、目標電流Ｉd(n)^* ＝０と、ステップ１２６
で求められた現在電流のｄ軸成分Ｉad、ｑ軸成分Ｉaqと
の偏差、即ち、ｄ軸成分偏差、ｑ軸成分偏差が求められ
る。そして、そのｄ軸成分偏差、ｑ軸成分偏差に基づい
て、比例・積分演算により指令電流のｄ軸成分Ｉd
(j)^# 、ｑ軸成分Ｉq(j)^# が演算される。

【００４７】次に、ステップ１３０において、次式によ
り、指令電流のｄ軸成分、ｑ軸成分Ｉd(j)^# , Ｉq(j)^#
を逆dq変換して、各相電流指令値Ｉu(j)^# , Ｉv(j)^# ,
Ｉw(j)^# が演算される。

【数１２】Ｉu(j)^# =(2/3)^1/2 ・｛Ｉd(j)^#cosθ₂ −Ｉ
q(j)^#sinθ₂｝

【数１３】Ｉv(j)^#=(2/3)^1/2・｛Ｉd(j)^#cos(θ₂＋2π/
3)−Ｉq(j)^#sin(θ₂+2π/3)｝ 尚、Ｉw(j)^# は、Ｉw(j)^# =-( Ｉu(j)^# + Ｉv(j)^# ) に
よって演算される。

【００４８】次に、ステップ１３２，１３４において、
各相電流指令値Ｉu(j)^# , Ｉv(j)^#, Ｉw(j)^# と高周波
数の三角波とのレベル関係を利用して、即ち、平均電圧
法を用いて、１つの制御周期内における一連のＰＷＭ信
号が生成される。一連のＰＷＭ信号は、各相の電圧印加
状態を示した電圧ベクトルで表すことができる。回転磁
界ベクトルは、この電圧ベクトルの積分として表され
る。従って、各電圧ベクトル×継続時間の和によって回
転磁界ベクトルの先端の軌跡が描かれる。回転磁界を角
度２π／ｎ毎に円周上の点に最短経路で位置決めするた
めには、１制御周期毎に、隣接する２つの電圧ベクトル
と零ベクトルＶ₀ の３つのベクトルでインバータ２５が
制御される必要がある。この３つの電圧ベクトルの組合
せと回転磁界の位相とは一意的に対応する。回転磁界の
位相と電圧ベクトルの組合せの対応表（零ベクトルＶ₀
は必ず組合せの１要素となるので、２つの電圧ベクトル
の組だけで良い）が、予めＲＯＭ２４に記憶されてい
る。

【００４９】ステップ１３２では、制御時電気角θ
₂ （回転磁界の位相) から、ＲＯＭ２４におけるテーブ
ルを検索してその時の電圧ベクトルの組合せを求める。
ステップ１３４では、各電圧ベクトルの継続時間ｔ_1,ｔ
_2,ｔ₃ が演算される。例えば、その電圧ベクトルの組合
せが、Ｖ_n =(1,1,0), Ｖ₁ =(1,0,0), Ｖ₂ =(0,0,0)とな
ったとして、各電圧ベクトルの継続時間ｔ_1,ｔ_2,ｔ₃ が
演算される。その演算方法は、本実施例では、良く知ら
れた平均電圧法が用いられている。

【００５０】即ち、各相電流指令値Ｉu(j)^# , Ｉv
(j)^# , Ｉw(j)^# のうち、絶対値の大きい２つを大きい
順にI₁ ^* , I₂ ^* とするとき、継続時間ｔ_1,ｔ_2,ｔ₃ は次
式で求められる。

【数１４】ｔ₁ ＝｜２I₂ ^*＋I₁ ^*｜・Ｔ／Ｖdc

【数１５】ｔ₂ ＝｜I₁ ^*−I₂ ^*｜・Ｔ／Ｖdc

【数１６】ｔ₃ ＝Ｔ−（ｔ₁₊ｔ₂ ） 但し、Ｔは周期、Ｖdcは印加直流電圧である。

【００５１】次に、ステップ１３６において、１組の電
圧ベクトルによるＰＷＭ信号が、継続時間ｔ_1,ｔ_2,ｔ₃
だけ出力される。例えば、Ｖ₆ =(1,1,0)，Ｖ₁ =(1,0,
0)，Ｖ₀ =(0,0,0)の順に、継続時間ｔ_1,ｔ_2,ｔ₃ だけ出
力される。又、換言すれば、U相はｔ₁ ＋ｔ₂ だけ電圧
が印加され、V 相はｔ₁ だけ電圧が印加され、W 相には
その制御期間、電圧は印加されない。

【００５２】ＤＳＰ１４及びＣＰＵ２３の各実行サイク
ルは、最小の制御周期で実行されており、その整数倍ｎ
₁ で電流フィードバックループが制御され、その整数倍
ｎ₂で速度フィードバックループが制御され、その整数
倍ｎ₃ で位置フィードバックループが制御されるよう
に、ステップ１００，１１０，１２０で判定の基準とな
る回数が設定されている。但し、ｎ₁ ＜ｎ₂ ≦ｎ₃ であ
る。上記のサイクルが繰り返し実行されることで、図７
に示したタイミングで、位置、速度、電流のフィードバ
ック制御が行われる。但し、図７に示したタイミングは
ＣＰＵ１１によるプログラム実行時からの計時によって
検出される。

【００５３】上記のようなサーボ制御により、停止、加
速、定速度、減速、停止による位置決め動作が実行され
る。上記の位置、速度、電流のフィードバックループを
伝達関数で表示すると、図５に示すようになる。即ち、
速度フィードバックループにおいて、速度偏差の比例・
積分演算の結果、得られる目標電流Iq(n) が同一次元オ
ブザーバにより予測演算された外乱トルクＴ_L (n)'に対
応した補正電流値Ｔ_L(n)'/K_tnだけ加算補正される。
尚、上記実施例では、同一次元オブザーバによる演算に
おいて、指令された目標電流Iq(n) には、ローパスフィ
ルタＡにより高周波成分が除去された目標電流Iqが用い
られている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の具体的な一実施例に係るディジィタル
サーボ制御装置の構成を示したブロックダイヤグラム。

【図２】同実施例装置のＣＰＵ１１によって処理される
目標位置の指令手順を示したフローチャート。

【図３】同実施例装置で使用されているＤＳＰによる処
理手順を示したフローチャート。

【図４】同実施例装置で使用されているＤＳＰによる処
理手順を示したフローチャート。

【図５】同実施例装置で使用されている位置、速度、電
流のフィードバックループにおける伝達関数を示したブ
ロック図。

【図６】同一次元オブザーバにより外乱トルクを予測す
る手順を示したフローチャート。

【図７】位置、速度、電流フィードバック制御のタイミ
ングを示したタイミングチャート。

【図８】制御系の伝達関数を示したブロック図。

【符号の説明】

１０…ディジィタルサーボ制御装置 １１…ＣＰＵ １２…ＲＯＭ １３…ＲＡＭ １４…ＤＳＰ（ディジィタルシグナルプロセッサ）（目
標トルク関連値指令手段、角度検出手段、速度検出手
段、外乱トルク予測手段、目標トルク関連値補正手段） １５ａ，１５ｂ…Ａ／Ｄ変換器 １６…現在値カウンタ（角度検出手段） １７…共通ＲＡＭ ２０…ＲＯＭ（目標トルク関連値指令手段、角度検出手
段、速度検出手段、外乱トルク予測手段、目標トルク関
連値補正手段） ２５…インバータ ３１…サーボモータ ３２ａ,３２ｂ…カレントトランスフォーマ(ＣＴ) ３３…パルスエンコーダ ステップ１１０〜１１８…目標トルク関連値指令手段 ステップ１０４…角度検出手段 ステップ１１２、１１４…速度検出手段 ステップ３００〜３０２…外乱トルク予測手段 ステップ３０４…目標トルク関連値補正手段

フロントページの続き (72)発明者 神谷 新吾 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内 (72)発明者 杉浦 功久 愛知県刈谷市朝日町１丁目１番地 豊田工 機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】位置フィードバックループ、速度フィード
   バックループ、電流フィードバックループを有し、各フ
   ィードバックループに対する目標値をディジィタル量で
   与えるディジィタルサーボ制御装置において、 前記速度フィードバックループから速度偏差に応じて出
   力され、前記電流フィードバックループに対して、順
   次、目標トルク関連値を指令する目標トルク関連値指令
   手段と、 各サンプリング時刻における前記サーボモータの回転角
   を検出する角度検出手段と、 現制御周期における、前記角度検出手段により検出され
   た前記回転角と、回転角の予測値と、回転角速度の予測
   値と、外乱トルクの予測値と、指令された前記目標トル
   ク関連値とから、ディジィタルサーボ制御系に対する同
   一次元オブザーバによる演算により、次の制御周期にお
   ける外乱トルクを予測する外乱トルク予測手段と、 次の制御周期における予測された外乱トルクを、次の制
   御周期における目標トルク関連値に加算補正する目標ト
   ルク関連値補正手段とを有するディジィタルサーボ制御
   装置。