JPH07107766A - サーボゲインパラメータチューニング装置 - Google Patents
サーボゲインパラメータチューニング装置Info
- Publication number
- JPH07107766A JPH07107766A JP5246612A JP24661293A JPH07107766A JP H07107766 A JPH07107766 A JP H07107766A JP 5246612 A JP5246612 A JP 5246612A JP 24661293 A JP24661293 A JP 24661293A JP H07107766 A JPH07107766 A JP H07107766A
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- JP
- Japan
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- parameter
- value
- evaluation function
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- Pending
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- Feedback Control In General (AREA)
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サーボゲインパラメータを自動的に最適値に
チューニングする。 【構成】 サーボモータ8を試験駆動させる手段1と、
特徴データを測定する手段14と、比較関数値を演算す
る手段16と、基準パラメータと周辺パラメータでの評
価演算値とを比較する手段19と、その比較の結果、周
辺パラメータでの値の方が小さければ最も小さい評価関
数値の方向へゲインパラメータを1段階ずつ変更し、基
準パラメータでの評価演算値が周辺パラメータでの値よ
り小さければ、チューニングを完了する手段13とを備
えたサーボゲインパラメータチューニング装置。
チューニングする。 【構成】 サーボモータ8を試験駆動させる手段1と、
特徴データを測定する手段14と、比較関数値を演算す
る手段16と、基準パラメータと周辺パラメータでの評
価演算値とを比較する手段19と、その比較の結果、周
辺パラメータでの値の方が小さければ最も小さい評価関
数値の方向へゲインパラメータを1段階ずつ変更し、基
準パラメータでの評価演算値が周辺パラメータでの値よ
り小さければ、チューニングを完了する手段13とを備
えたサーボゲインパラメータチューニング装置。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボモーターを駆動
源とするNCまたは多関節型産業用ロボット等において
サーボゲインパラメータを自動的にチューニングする装
置に関する。
源とするNCまたは多関節型産業用ロボット等において
サーボゲインパラメータを自動的にチューニングする装
置に関する。
【0002】
【従来の技術】サーボモータのフィードバック制御にお
いては、広く比例積分制御が行われており、速応性、安
定性の要求を満たすようにゲインパラメータの適切な設
定が求められる。このゲインパラメータと速度リップル
などの制御特徴量とは、相関性があり、例えば、比例ゲ
インKpをある値までは大きくすると速度リップルが小
さくなり、オーバーシュートも小さくなる傾向にある。
また、積分ゲインKiもある値までは大きくすると速度
リップルが小さくなり、オーバーシュートは大きくなる
が、整定時間は小さくなる傾向にある。
いては、広く比例積分制御が行われており、速応性、安
定性の要求を満たすようにゲインパラメータの適切な設
定が求められる。このゲインパラメータと速度リップル
などの制御特徴量とは、相関性があり、例えば、比例ゲ
インKpをある値までは大きくすると速度リップルが小
さくなり、オーバーシュートも小さくなる傾向にある。
また、積分ゲインKiもある値までは大きくすると速度
リップルが小さくなり、オーバーシュートは大きくなる
が、整定時間は小さくなる傾向にある。
【0003】図5で示すのはサーボモータを駆動源と
し、サーボゲインパラメータを持つフィードバック制御
を用いて位置と速度の制御を行うサーボ制御装置の概略
図である。従来、サーボゲインパラメータをチューニン
グするために、作業者が速度波形のオーバーシュート、
速度リップル、整定時間の各特徴データを観測し、それ
らが小さくなる方向へ試行錯誤しながらパラメータを順
次変更していた。
し、サーボゲインパラメータを持つフィードバック制御
を用いて位置と速度の制御を行うサーボ制御装置の概略
図である。従来、サーボゲインパラメータをチューニン
グするために、作業者が速度波形のオーバーシュート、
速度リップル、整定時間の各特徴データを観測し、それ
らが小さくなる方向へ試行錯誤しながらパラメータを順
次変更していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかるに上記の従来の
サーボ制御装置では、作業者の経験に頼る上に時間がか
かり、またきめ細かなチューニングが困難という問題が
あった。
サーボ制御装置では、作業者の経験に頼る上に時間がか
かり、またきめ細かなチューニングが困難という問題が
あった。
【0005】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、自動的に、かつ上記特徴データを確実に最適にする
ゲインパラメータにチューニングすることを目的として
いる。
で、自動的に、かつ上記特徴データを確実に最適にする
ゲインパラメータにチューニングすることを目的として
いる。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、サーボモータを駆動源とし、サーボゲ
インパラメータを持つフィードバック制御を用いて位置
と速度の制御を行うサーボ制御装置において、負荷につ
ながったサーボモータを試験駆動させる試験駆動手段
と、試験駆動での速度リップル、整定時間、オーバーシ
ュートの各特徴データを測定する特徴データ測定手段
と、その特徴データから評価関数値を演算する評価関数
演算手段と、基準パラメータでの評価関数値と基準パラ
メータを中心とする周辺パラメータでの評価演算値とを
比較する評価関数値比較手段と、その比較の結果、周辺
パラメータでの値の方が小さければ最も小さい評価関数
値の方向へゲインパラメータを1段階ずつ変更し、基準
パラメータでの評価演算値が周辺パラメータでの値より
小さければ、パラメータの更新をを中止し、チューニン
グを完了するゲインパラメータ設定手段とを備えた構成
とするものである。
めに、本発明は、サーボモータを駆動源とし、サーボゲ
インパラメータを持つフィードバック制御を用いて位置
と速度の制御を行うサーボ制御装置において、負荷につ
ながったサーボモータを試験駆動させる試験駆動手段
と、試験駆動での速度リップル、整定時間、オーバーシ
ュートの各特徴データを測定する特徴データ測定手段
と、その特徴データから評価関数値を演算する評価関数
演算手段と、基準パラメータでの評価関数値と基準パラ
メータを中心とする周辺パラメータでの評価演算値とを
比較する評価関数値比較手段と、その比較の結果、周辺
パラメータでの値の方が小さければ最も小さい評価関数
値の方向へゲインパラメータを1段階ずつ変更し、基準
パラメータでの評価演算値が周辺パラメータでの値より
小さければ、パラメータの更新をを中止し、チューニン
グを完了するゲインパラメータ設定手段とを備えた構成
とするものである。
【0007】
【作用】上記した構成により、速度のオーバーシュー
ト、整定時間、速度リップルの各特徴データを確実に最
適にするゲインパラメータを自動的にチューニングでき
る。
ト、整定時間、速度リップルの各特徴データを確実に最
適にするゲインパラメータを自動的にチューニングでき
る。
【0008】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図1,図
2,図3及び図4(a),(b)を参照しながら説明す
る。
2,図3及び図4(a),(b)を参照しながら説明す
る。
【0009】本実施例ではチューニングするゲインパラ
メータを速度比例積分制御における速度比例ゲインK
p、速度積分ゲインKiの2種類とする。
メータを速度比例積分制御における速度比例ゲインK
p、速度積分ゲインKiの2種類とする。
【0010】図1はサーボモータの制御装置のブロック
図を示すもので、1は台形速度パターンを指令する試験
駆動手段、2はゲインパラメータの初期値を設定するゲ
インパラメータ初期基準値設定手段、3はゲインパラメ
ータ初期基準値、4は位置制御回路、5は速度指令値、
6はチューニングを行うゲインパラメータを持つ速度制
御回路、7はサーボモータの駆動回路、8はサーボモー
タ、9は前記サーボモータ8につながる負荷、10は前
記サーボモータ8の回転速度を検出するエンコーダ、1
1は速度フィードバック信号、12は設定されるゲイン
パラメータ、13はゲインパラメータ設定手段、14は
特徴データ測定手段、15は測定された特徴データ、1
6は特徴データを評価演算する評価関数演算手段、17
は評価関数演算値、18は周辺パラメータでの測定完了
判定手段、19は評価関数値比較手段を示す。図1の構
成によるサーボゲインパラメータをチューニングするた
めの手順(ステップ)を図2で示す。21は速度比例ゲ
インKp、速度積分ゲインKiの基準値設定のステッ
プ、22は試験駆動実行のステップ、23は特徴データ
測定のステップ、24は評価関数値の演算のステップ、
25は周辺パラメータでの測定完了判定のステップ、2
6は次の周辺パラメータの設定のステップ、27は周辺
パラメータと基準パラメータでの評価関数値の比較のス
テップ、28は新しい基準パラメータの設定のステッ
プ、29は速度比例ゲインKp、速度積分ゲインKiの
最終パラメータ設定のステップ、30は終了のステップ
を示す。
図を示すもので、1は台形速度パターンを指令する試験
駆動手段、2はゲインパラメータの初期値を設定するゲ
インパラメータ初期基準値設定手段、3はゲインパラメ
ータ初期基準値、4は位置制御回路、5は速度指令値、
6はチューニングを行うゲインパラメータを持つ速度制
御回路、7はサーボモータの駆動回路、8はサーボモー
タ、9は前記サーボモータ8につながる負荷、10は前
記サーボモータ8の回転速度を検出するエンコーダ、1
1は速度フィードバック信号、12は設定されるゲイン
パラメータ、13はゲインパラメータ設定手段、14は
特徴データ測定手段、15は測定された特徴データ、1
6は特徴データを評価演算する評価関数演算手段、17
は評価関数演算値、18は周辺パラメータでの測定完了
判定手段、19は評価関数値比較手段を示す。図1の構
成によるサーボゲインパラメータをチューニングするた
めの手順(ステップ)を図2で示す。21は速度比例ゲ
インKp、速度積分ゲインKiの基準値設定のステッ
プ、22は試験駆動実行のステップ、23は特徴データ
測定のステップ、24は評価関数値の演算のステップ、
25は周辺パラメータでの測定完了判定のステップ、2
6は次の周辺パラメータの設定のステップ、27は周辺
パラメータと基準パラメータでの評価関数値の比較のス
テップ、28は新しい基準パラメータの設定のステッ
プ、29は速度比例ゲインKp、速度積分ゲインKiの
最終パラメータ設定のステップ、30は終了のステップ
を示す。
【0011】次に図1のブロック図と図2の手順流れ図
を用いて動作を説明する。まず図1のゲインパラメータ
初期基準値設定手段2で速度比例ゲインKpと速度積分
ゲインKiを決定し、速度制御回路6に設定する。この
時のゲインパラメータは、試験駆動に追随可能な任意の
パラメータ値を設定する。次に、試験駆動手段1より試
験駆動として図4(a)のような台形速度パターンを持
つ速度指令信号5を位置制御回路4を通して速度制御回
路6に与える。さらに駆動回路7により負荷9につなが
ったサーボモータ8を駆動させる。この時サーボモータ
8のエンコーダ10より得られる速度フィードバック信
号11を特徴データ測定手段14でモニタする。この特
徴データ測定手段14ではモニタした図4(b)のよう
な速度応答信号からオーバーシュート(OS)、整定時
間(ST)、速度リップル(RI)の各特徴データを測
定する。図4(b)においてVは指令速度、ΔVは速度
の行き過ぎ量、RIは定状状態での速度リップル量、S
Tは駆動開始から停止時の速度が一定値以下までに収束
するまでの時間を示す。さらに評価関数演算手段16で
は特徴データ測定手段14で測定した各特徴データとそ
れぞれ重み付けした(数1)の評価関数の演算を行う。
を用いて動作を説明する。まず図1のゲインパラメータ
初期基準値設定手段2で速度比例ゲインKpと速度積分
ゲインKiを決定し、速度制御回路6に設定する。この
時のゲインパラメータは、試験駆動に追随可能な任意の
パラメータ値を設定する。次に、試験駆動手段1より試
験駆動として図4(a)のような台形速度パターンを持
つ速度指令信号5を位置制御回路4を通して速度制御回
路6に与える。さらに駆動回路7により負荷9につなが
ったサーボモータ8を駆動させる。この時サーボモータ
8のエンコーダ10より得られる速度フィードバック信
号11を特徴データ測定手段14でモニタする。この特
徴データ測定手段14ではモニタした図4(b)のよう
な速度応答信号からオーバーシュート(OS)、整定時
間(ST)、速度リップル(RI)の各特徴データを測
定する。図4(b)においてVは指令速度、ΔVは速度
の行き過ぎ量、RIは定状状態での速度リップル量、S
Tは駆動開始から停止時の速度が一定値以下までに収束
するまでの時間を示す。さらに評価関数演算手段16で
は特徴データ測定手段14で測定した各特徴データとそ
れぞれ重み付けした(数1)の評価関数の演算を行う。
【0012】 E=a・OS+b・ST+c・RI (a,b,cは正の定数) ……(数1) a,b,cの各値は経験的な知識を元に、評価値として
適切な値を予め決定しておく。なおOSは(数2)で演
算を行う。
適切な値を予め決定しておく。なおOSは(数2)で演
算を行う。
【0013】 OS=ΔV/V ……(数2) さらに測定完了判定手段18で図3に示すような周辺パ
ラメータでの測定が完了したかどうかの判定を行う。も
し完了していなければ次の周辺パラメータを設定するよ
うにゲインパラメータ設定手段13へ指示し、ゲインパ
ラメータ設定手段13から速度制御回路6で新パラメー
タを設定し、繰り返し作業を行わせる。
ラメータでの測定が完了したかどうかの判定を行う。も
し完了していなければ次の周辺パラメータを設定するよ
うにゲインパラメータ設定手段13へ指示し、ゲインパ
ラメータ設定手段13から速度制御回路6で新パラメー
タを設定し、繰り返し作業を行わせる。
【0014】もし完了していれば、全ての周辺パラメー
タでの評価関数値と基準パラメータでの値とを比較す
る。もし周辺パラメータでの値の方が小さければ、その
最小値を持つパラメータを次の基準パラメータとするよ
うにゲインパラメータ設定手段13へ指示し、ゲインパ
ラメータ設定手段13から速度制御回路6で新パラメー
タを設定し、繰り返し作業を行わせる。もし全ての周辺
パラメータでの値より基準パラメータでの値が小さけれ
ば基準パラメータを最終のサーボゲインパラメータとし
てチューニングを終了する。
タでの評価関数値と基準パラメータでの値とを比較す
る。もし周辺パラメータでの値の方が小さければ、その
最小値を持つパラメータを次の基準パラメータとするよ
うにゲインパラメータ設定手段13へ指示し、ゲインパ
ラメータ設定手段13から速度制御回路6で新パラメー
タを設定し、繰り返し作業を行わせる。もし全ての周辺
パラメータでの値より基準パラメータでの値が小さけれ
ば基準パラメータを最終のサーボゲインパラメータとし
てチューニングを終了する。
【0015】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、制御性
能を示す特徴量を最適にするサーボゲインパラメータを
自動的にチューニングできる。また任意のパラメータで
チューニングを開始でき、最適点へ向かってパラメータ
を更新していくのでパラメータを取り得る範囲全体を試
験駆動する必要がないので高速できめ細かなチューニン
グができる優れた効果を奏するものである。
能を示す特徴量を最適にするサーボゲインパラメータを
自動的にチューニングできる。また任意のパラメータで
チューニングを開始でき、最適点へ向かってパラメータ
を更新していくのでパラメータを取り得る範囲全体を試
験駆動する必要がないので高速できめ細かなチューニン
グができる優れた効果を奏するものである。
【図1】本発明の一実施例を示すサーボゲインパラメー
タチューニング装置のブロック図
タチューニング装置のブロック図
【図2】サーボゲインパラメータをチューニングするた
めの手順流れ図
めの手順流れ図
【図3】基準パラメータの座標とその周辺のパラメータ
との関係を示す図
との関係を示す図
【図4】(a)試験駆動の速度指令信号を示す図 (b)試験駆動の速度応答信号を示す図
【図5】従来のサーボゲインパラメータチューニング装
置の概略図
置の概略図
1 試験駆動手段 6 ゲインパラメータを持つ速度制御回路 8 サーボモータ 13 ゲインパラメータ設定手段 14 特徴データ測定手段 16 評価関数演算手段 19 評価関数値比較手段
Claims (1)
- 【請求項1】 サーボモータを駆動源とし、サーボゲイ
ンパラメータを持つフィードバック制御を用いて位置と
速度の制御を行うサーボゲインパラメータチューニング
装置において、負荷につながったサーボモータを試験駆
動させる試験駆動手段と、試験駆動での速度リップル、
整定時間、オーバーシュートの各特徴データを測定する
特徴データ測定手段と、その特徴データから評価関数を
演算する評価関数演算手段と、基準パラメータでの評価
関数値と基準パラメータを中心とする周辺パラメータで
の評価演算値とを比較する評価関数比較手段と、その比
較の結果、周辺パラメータでの値の方が小さければ最も
小さい評価関数値の方向へゲインパラメータを1段階ず
つ変更し、基準パラメータでの評価演算値が周辺パラメ
ータでの値より小さければ、パラメータの更新を中止
し、チューニングを完了するゲインパラメータ設定手段
とを備えたことを特徴とするサーボゲインパラメータチ
ューニング装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5246612A JPH07107766A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | サーボゲインパラメータチューニング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5246612A JPH07107766A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | サーボゲインパラメータチューニング装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07107766A true JPH07107766A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17150999
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5246612A Pending JPH07107766A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | サーボゲインパラメータチューニング装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07107766A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007034781A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 位置決め制御装置の制御パラメータ調整方法 |
WO2008023226A3 (en) * | 2006-08-21 | 2008-06-12 | Illinois Tool Works | Adaptive control of materials testing machine with tuning of initial control parameters |
JP2009124803A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | サーボゲイン調整装置およびサーボゲイン調整方法 |
JP2015171312A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | 株式会社デンソー | 電圧変換装置 |
JP2018078747A (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 中村留精密工業株式会社 | 工作機械におけるサーボモータ制御装置のパラメータ調整システム |
WO2023203933A1 (ja) * | 2022-04-21 | 2023-10-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 情報処理方法、情報最適化方法、情報処理装置、及びプログラム |
-
1993
- 1993-10-01 JP JP5246612A patent/JPH07107766A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007034781A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 位置決め制御装置の制御パラメータ調整方法 |
JP4587074B2 (ja) * | 2005-07-28 | 2010-11-24 | 富士電機システムズ株式会社 | 位置決め制御装置の制御パラメータ調整方法 |
WO2008023226A3 (en) * | 2006-08-21 | 2008-06-12 | Illinois Tool Works | Adaptive control of materials testing machine with tuning of initial control parameters |
US8151650B2 (en) | 2006-08-21 | 2012-04-10 | Illinois Tool Works Inc. | Tuning of materials testing machine |
JP2009124803A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | サーボゲイン調整装置およびサーボゲイン調整方法 |
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JP2018078747A (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 中村留精密工業株式会社 | 工作機械におけるサーボモータ制御装置のパラメータ調整システム |
WO2023203933A1 (ja) * | 2022-04-21 | 2023-10-26 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 情報処理方法、情報最適化方法、情報処理装置、及びプログラム |
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