JPS58169212A - サ−ボモ−タの位置制御装置 - Google Patents

サ−ボモ−タの位置制御装置

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JPS58169212A
JPS58169212A JP5108082A JP5108082A JPS58169212A JP S58169212 A JPS58169212 A JP S58169212A JP 5108082 A JP5108082 A JP 5108082A JP 5108082 A JP5108082 A JP 5108082A JP S58169212 A JPS58169212 A JP S58169212A
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JP
Japan
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position signal
command position
signal
output
motor
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Pending
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JP5108082A
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English (en)
Inventor
Hiroshi Usami
宇佐美 博
Yoichi Amamiya
洋一 雨宮
Yoshitaka Takekoshi
竹腰 吉孝
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Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Fujitsu Fanuc Ltd
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B19/00Programme-control systems
    • G05B19/02Programme-control systems electric
    • G05B19/18Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
    • G05B19/19Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by positioning or contouring control systems, e.g. to control position from one programmed point to another or to control movement along a programmed continuous path
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B2219/00Program-control systems
    • G05B2219/30Nc systems
    • G05B2219/41Servomotor, servo controller till figures
    • G05B2219/41204Compensation circuit for input, reference, before comparator

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Human Computer Interaction (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Automatic Control Of Machine Tools (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサーぎモータの位置制御装置に関し、例えに数
値制御工作機械(NC装置)勢に適用されるサーがモー
タの位置を制御するフ(−ビパ。
り制−系oIIIi性を改善した位置制御装置に関する
従来、NC装置のサーが機構においては、入力指令位置
信号とサーlモータの実際の回転角または実際の移動位
置O@!号との差金比較回路によって求め、この差が零
になるようにこの差に比例した回転速度でサーがモータ
を回転さ髪て制御していた。
しかしながら、上記の従来のサーが方式によれば、以下
に述べる如く、サーボモータの回転速度に比例した定常
偏差が必然的に生じ、実際の移動位置として入力指令位
置信号に正確に応答したものが得られないという問題が
ある。すなわち、入力指令位置を01、実際の移動位置
to、入力指令位置と東線の移動位置の差すなわち誤差
te、サーボモータの回転速度を9、常数をKとすると
、上記従来のサーが方式は次の式で表わされ為。
・−el−e    、、・・・・(1)(l x−d
θ/4t−に1−・−e・(2)ここで、常数KFia
差が・のときの回転速度を足めるIジシ璽ン・ループ・
rインである。上式(1)%式%(2) ) が得られ、従りて次の微分方程式 (1/K)・da/・at + e −a魚 ・・・・
・・(3)が得られる。今、入力指令位置θ1 として
、例えば指令速度a(常数)のランプ入力を与えると、
l 1−@ −i %従って”i/di−aとなシ、こ
の制御系の応答は次の式(4)で表わされる。
θ=a (t−1/に+ (1/K ) ・@−” )
 ・・・(4)従って誤差・は、 e−θ量−0 −at−act−1/に+(17K)・*  1c7B
= (a、/K)・(i−e  ” )となる。時間t
が無限大になると、 e = a/に となる。従って、従来のサー?方式によれば、指令速度
aのランプ入力の場合、時間が長くなると指令速度aに
比例した定常偏差が必然的に生じる。
入力指令位置信号がランプ入力ではない、他の入力信号
O形態であっても、指令速度にはは比例する誤差が生じ
ることは明らかである。
本発明の目的は上記の従来のサーが方式における問題に
かんがみ、指令位置信号に指令位置信号の微分値を加算
するという構想にもとすき、サーボモータの位置制御装
置において、入力指令位置信号と火線のサーボモータの
移動位置との差を零にし、入力指令位置信号に対する正
確な応答を確実に行わせることにある・ 上記目的を達成するために、本発明によって提供される
もOは、指令位[信号とサーボモータの実際の位に信号
との差が零になるように制御するサーボモータの位置制
御装置において、該指令位r/M、伯号を時間で微分す
る微分器、該微分器の出力にHt鼠の常数を乗算する乗
X器、および該乗算iの出力と該指令位置信号とを加算
して新たな入力指令位置信号とする加算器を具備するこ
とt%黴とするサーボモータの位置制御装置である。
本発明の他の形態として、指令位置信号とサーボモータ
の東線の位置信号との差を得るためOik動増幅器を倫
え、該差が零になるように制御するサーボモータの位置
制御装置において、該指令位置信号を時間で微分する微
分器、該微分器の出力にハ1定の常数を乗算する乗jI
器、および賦乗算iの出力と奴差動増@器の出力とを加
算して新た表入力指令位置信号とする加算器を具備する
ことを特徴とするサーボモータの位置制御装置が提供さ
れる。
本発明の詳細な説明に先立ち、淳発明の詳細な説明する
。フィードバック制御系の入力指令位置として01に替
えて、#i’ −#i+Tc−(1#/at(但し、T
cは補正のための定数)を用い、Olとしてラング人力
11x@−t を用いると、lj1’ x @−4+T
c−a− となる0式(3)の#lに替えて、この0fを用いると
制御系O微分方程式は、 (l、へ)・dθ/4t+#−a−t+r、−a  ・
・・・・・(5)となる、この微分方程式(5)を解く
と、# −a (t−1/に+(1/IK) ・e−凰
り+aTc(1−e−”)が得られ、この場合O誤差・
は、 ・、#l−# = (a/i()(1−・−’t)−a−Tc(1−@
−’t)==r@(1−1’す(17K −T、 ) 
     −・(6)となる、こむで、常数”c−17
Kに選んでやると、定常偏差を零にすることができる。
以下、本発明の実施例を図面によって奴明する。
vjJ1図は本発明の一実施例によるサーがモータの位
置制御装置を示すプロ、り回路図である。第1図におい
て、サーゲモータMの回転は、速度検出器Tおよび位置
検出器Rにより刻々と速度および位置が検出され、その
検出情報はサーがドライブ回路1および比較回路2にそ
れぞれフィードバックされて、比較回路20入力端子I
N、に入力される指定位置信号と、位置検出器Rによる
実際の検出位置信号との差が零に表るように制御される
従来はこのような制御のみによっていたため前述の如く
定常偏差が必然的に存在していた。
本実施例においては、入力端子IN!に、点線で示され
る補正回路lOが付加されている。補正回路10は情報
処理装置(図示せず)から入力端子IN・に与えられる
入力指令位置信号O1を時間tで実質的に微分してd 
#/ d tにほぼ勢しい値を得る微分器11と、微分
器11の出力信号に常数Tcを乗算してTc” as7
’dtを得る乗算器12と、乗算器12の出力のT@・
d#/dtを入力指令位置信号θ負に加算する加算器1
3とを備えておシ、加算器13の出力が新丸な指令位置
信号として比較回路2に入力される。
第2図は入力指令位置信号として直列パルス列が入力さ
れる場合の、補正回路10のよシ詳細なプロッタaAI
Iaaである。第21において、入力端子IN@には直
列パルス列の入力指令位置信号−1が入力され15時時
刻−1における単位時間あ九シのパルス歓ΔQn−1が
可逆カウンタ21によって計数されて、その計数値は第
1のレジスタ22に並列に転送1れて格納される。時刻
tl−1から微小時間jtllの時刻を墓において可逆
カウンタ21はリセットされると共に、第1のレジスタ
22C)内容ノQ*−1は第2のレジスタ23に転送さ
れ、時刻t。
における単位時間あ九〉のパルス数ノQ1が可逆カウン
タ21によって計数されて、そO計数値祉第1のレジス
タ22 Km列に転送されて格納される。
1111 第1(Dレジスタ22と第20レジスタ23の内容の差
が減算器24によりてとられ、乗算器25において、)
Q*−’Qm−1に? @/It が乗算される。
こうして得られ九並列ノfルスはシリアル変換器26に
よって直列/4ルスに変換され、Oll”−)27によ
ってこの直列パルスは入力指令位置信号の直列Δルス列
に加えられる。かくして、0Rr−ト27の出力には新
たな指定位置信号ofが得られる。
第3図は入力指令位置信号として並列/譬ルス列が入力
される場合の、補正回路100よ〕詳細なブロック回路
図である。館3図において、第2図と異なるところは入
力部と出力部のみであシ、レジスタ22.23、減算器
24および乗算器25の構成は第2図と同様である。入
力指令位置信号#1は並列パルス列として書き込み回路
31を介して第10レジスタ22に入力される。Δを時
間毎に第1のレジスタの内容は第2のレジスタ23に転
送され、第2図と同様にして乗算器250出力に得られ
九ノ々ルス列は、加算器32によって第1のレジスタ2
2を介して得られる入力指令位置信号#l に加えられ
、その出力はパ、ファ33を介してシリアル変換器26
によりて直列Iタルスに変換される。こうして鳥シリア
ル変換器260出力に新丸な謹令位置信号#Iが得られ
る。
第4図は本発−O他の実施例によるサーー毫−一の位置
制御装置を示すフロック回路図である。
第4図O回路社入力指令位置信号がアナログ信号の場合
にOみ適用される。アナログ補正回路10’は第1図の
補正回路lOに対応するものであり、アナログ指令位置
信号を時間的に微分するアナログ微分器11’と、その
出力に常数Tct乗算するアナログ乗算[612’とア
ナログ加算器13’とを備えている。サーーモータMの
位置検出器Rによる検出信号と補正回路10′の出力に
得られた新良なアナログ指令位置信号#l とは差動増
幅162’によりて差がとられ、サーがドライブ(ロ)
路1’に加えられる。なお、サー?ドライ1回路1′は
轟然のことながらVム変換器を含まないが、第1図のサ
ーがドライ1回路lは、入力がディジタル信号の場合は
ルを変換器を含んでいる。
第11!itおよび第4図のいずれの実施例においても
、常数TcをIAに選ぶことによシ、式(6)で示した
ように入力指令位置と実際O位置との誤差・は零となる
以上説明し友ように、本発明によれば、指令位置信号に
指令位置信号の微分値に適轟な定数を乗算し良信号を加
えたことによ〉、入力指令位置と実際のサーがモータO
移動位置との差を零にすることができ、サーーモータO
位置制御を極めて正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例によるサーIモータ0位置制
御装置を示すya、夕回路図、@2図および館3図は入
力指令位置信号としてそれぞれ直列パルス列および並列
パルス列が入力される場合の1補正園路のより詳細なy
a、り図、館4図は本発@O他O実施例によるサーが篭
−タの位置制御装置を示すブロック回路図である。 y・・・サーがモータ、?−・・速度検出器、R−位置
検出器、1・・・サーがドライ1回路、2・・・比較回
路、10・・・補正回路、11−・・微分器、[ト・・
乗算器、13・・・加算器・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、指令位置信号とサー〆モータの実際の位置信号との
    差が零Kfiるように制御するサー&4−タの位置制御
    装置において、賦指令位置信号を時間で機台する微分器
    、#微分器の出方に所定の常数を乗算する乗算器、およ
    び諌乗算器の出力と該指令位置信号とを加算して新たな
    入力指令位置信号とする加算器を具備することを特徴と
    するサーIモータの位置制御装置。 2、諌黴分器は時刻tB−1における単位時間あたシの
    咳指令位置信号O値ΔQm−1および骸時i#lt、1
    から微小時間Δ1*0時刻t、における単位時間あたシ
    の該指令位置信号の値ΔQ、tそれぞれ保持する2つの
    レジスタを具備し、諌乗算器は#2つのレジスタの出力
    O差に該所定0常数を乗算するようにし大特許請求の範
    囲第1項記載の位置制御装置。 3、#所定の常数は該指令位置信号と皺実際の位置信号
    との足常偏差を零にするように選足されている特許請求
    の範囲第1項または第2項に記載の位置制御装置。 4、 アナログ指令位置信号とサー?モータの実際の位
    置信号との差を得るための差動増@器を備え、該差が零
    になるように制御するサーがモータの位置制御装置にお
    いて、販詣令位置伯号を時間で微分する微分器、骸微分
    益の出力に所定の常数を乗算する乗算器、および骸乗算
    器の出力と該差動増幅器の出力とを加算して新たな入力
    指令位置信号傷号とする加算器を具備することt%黴と
    するサーゲモータの位1制鈎装置。
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