JPS5846413A - 電気サ−ボ機構 - Google Patents
電気サ−ボ機構Info
- Publication number
- JPS5846413A JPS5846413A JP56143865A JP14386581A JPS5846413A JP S5846413 A JPS5846413 A JP S5846413A JP 56143865 A JP56143865 A JP 56143865A JP 14386581 A JP14386581 A JP 14386581A JP S5846413 A JPS5846413 A JP S5846413A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- load
- servo mechanism
- output
- compensation element
- circuit
- 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
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D3/00—Control of position or direction
- G05D3/12—Control of position or direction using feedback
- G05D3/14—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device
- G05D3/1445—Control of position or direction using feedback using an analogue comparing device with a plurality of loops
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Velocity Or Acceleration (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】
本発明は制御対象となる負荷の変更あるいは変動、外乱
およびしゆう動部のノー擦の作用に影響されない′眠気
サーボ＋１Ａｎｌに関するものでるる。
およびしゆう動部のノー擦の作用に影響されない′眠気
サーボ＋１Ａｎｌに関するものでるる。
電気サーボ機構は、磁気テープおよび磁気ディスク等の
計、４部愼周辺装置、ＯＣＲ，ＦＡＸおよびＬＢＰ等の
端末Ａ１、ロボットなどの駆動部に利用されている。セ
して、ｎ７１Ｊ＃−ｊべ＠着も変位あるいはＳ贋などが
ある。
計、４部愼周辺装置、ＯＣＲ，ＦＡＸおよびＬＢＰ等の
端末Ａ１、ロボットなどの駆動部に利用されている。セ
して、ｎ７１Ｊ＃−ｊべ＠着も変位あるいはＳ贋などが
ある。
この櫨の閉ループ系の電気サーボ機構では、その臥達特
性が負荷の変更あるいは変動、外乱およびしゆう動部の
摩擦の作用に影響さｎないことがきわめて重要で必る。
性が負荷の変更あるいは変動、外乱およびしゆう動部の
摩擦の作用に影響さｎないことがきわめて重要で必る。
しかし、実際てＶま負荷の変更めるいは変動、外乱およ
びしゆう６部の摩擦の作用等によって電気サーボ機構の
伝達特性が影響を受けて、電気サーボ慎構金備えた谷櫨
磯峨装置を安定にしかも精度よく制御することができな
いのが実情である。例えば、負荷の慣性モーメントが小
さいときに１気サーボ機構の伝達特性が最適となるよう
に設定した状、懐で負荷の慣性モーメント全人さく変え
る場片には、＊句の変位わるいは速度が非常に振動的と
なることがわる。また、電気サーボ機構に外乱が作用し
た場会には負荷の変位あるいは速度が変動する。この結
果、眠気サーボ機構は、目標値に対する制御量の追従性
を忠実に実現することができないことになる。
びしゆう６部の摩擦の作用等によって電気サーボ機構の
伝達特性が影響を受けて、電気サーボ慎構金備えた谷櫨
磯峨装置を安定にしかも精度よく制御することができな
いのが実情である。例えば、負荷の慣性モーメントが小
さいときに１気サーボ機構の伝達特性が最適となるよう
に設定した状、懐で負荷の慣性モーメント全人さく変え
る場片には、＊句の変位わるいは速度が非常に振動的と
なることがわる。また、電気サーボ機構に外乱が作用し
た場会には負荷の変位あるいは速度が変動する。この結
果、眠気サーボ機構は、目標値に対する制御量の追従性
を忠実に実現することができないことになる。
本発明は上述の＋８１題を解決するためになされたもの
で、制御対象となる負荷の変更るるいは変動、外乱の作
用、しゆう動部のｊ＃１擦等に影＃されない負荷・外乱
無反応形の磁気サーボ機１１４１提供することを目的と
する。
で、制御対象となる負荷の変更るるいは変動、外乱の作
用、しゆう動部のｊ＃１擦等に影＃されない負荷・外乱
無反応形の磁気サーボ機１１４１提供することを目的と
する。
本発明の特徴とするところは、閉ループ系の電気サーボ
機構の咀動機、・駆動回路の前段に、制御対象となる負
荷の変更めるいは変動、外乱およびしゆう動部の摩擦の
作用に依存する亀！ｄＪ磯の時性を補償する要素を設け
たものである。
機構の咀動機、・駆動回路の前段に、制御対象となる負
荷の変更めるいは変動、外乱およびしゆう動部の摩擦の
作用に依存する亀！ｄＪ磯の時性を補償する要素を設け
たものである。
以下図面全参照して本発明の実ＩＮ例を説明する。
第１図は本発明の１気サーボ機構の一実施例の構成を示
す。図に於いて、ｌは制御対象となる負荷、２ｒ１．負
荷１を駆動する屯励慎、３は負荷１の位置の目ｍ櫃Ｖを
発生する信号発生器、４は位置フィードバック回路で、
この位置フィードバック回路４は負荷１の位１１ヲ検出
する位置検出器４ａと位置検出回路４ｂとからなってい
る。５はトルクフィードバック回路で、このトルクフィ
ードバック回路５は負荷ｌに作用するトルクを検出する
トルク検出器５ａとトルク検出回＠５ｂとからなってい
る。６は信号発生器３からの目標＋［Ｖと位置フィード
バック回路４からの位１１信号との偏差ｅを、ｔｌ′算
する〃■算器、７は電動機２への入力信号をパワー増幅
する亀ｌｌｈ機駆動回路である。この電１！ｌ＋ＩＡ駆
動回路７の前段には、信号発生器３１ｉＩＪから、無負
荷荷性補償要素８と負荷特性補償要素９が設けられてい
る。負荷時性補償要Ｊｇ９にはトルクフィードバック回
ｗ＆５０出力Ｔがフィードバックされている。
す。図に於いて、ｌは制御対象となる負荷、２ｒ１．負
荷１を駆動する屯励慎、３は負荷１の位置の目ｍ櫃Ｖを
発生する信号発生器、４は位置フィードバック回路で、
この位置フィードバック回路４は負荷１の位１１ヲ検出
する位置検出器４ａと位置検出回路４ｂとからなってい
る。５はトルクフィードバック回路で、このトルクフィ
ードバック回路５は負荷ｌに作用するトルクを検出する
トルク検出器５ａとトルク検出回＠５ｂとからなってい
る。６は信号発生器３からの目標＋［Ｖと位置フィード
バック回路４からの位１１信号との偏差ｅを、ｔｌ′算
する〃■算器、７は電動機２への入力信号をパワー増幅
する亀ｌｌｈ機駆動回路である。この電１！ｌ＋ＩＡ駆
動回路７の前段には、信号発生器３１ｉＩＪから、無負
荷荷性補償要素８と負荷特性補償要素９が設けられてい
る。負荷時性補償要Ｊｇ９にはトルクフィードバック回
ｗ＆５０出力Ｔがフィードバックされている。
次に前述した本発明の一実施例でめる電気サーボ機構の
作用について説明する。
作用について説明する。
作用の説明に先立って、電気サーボ機構の構成要素の一
つでめる電Ｉｌｈ愼２の特性（ｉ−説明する。１励＋ｓ
２としては１１満子制御形の直流サーボモータを例とし
て収シ上げる。もちろん本発明自身は直流サーボモータ
に限らず、ＡＣサーボモータあるいはりニアモータなど
一役の１動１表に応用町目巨でめる。電機子制御形の直
流サーボモータのトルク−速度特性は例えば第２図のよ
うに表わされる。
つでめる電Ｉｌｈ愼２の特性（ｉ−説明する。１励＋ｓ
２としては１１満子制御形の直流サーボモータを例とし
て収シ上げる。もちろん本発明自身は直流サーボモータ
に限らず、ＡＣサーボモータあるいはりニアモータなど
一役の１動１表に応用町目巨でめる。電機子制御形の直
流サーボモータのトルク−速度特性は例えば第２図のよ
うに表わされる。
第２図において、横軸は負ｆｉ１に作用する負荷トルク
τ、縦軸は制御対象である負荷１あるいは制御対象を駆
動する成動磯２の出力速度ωであシ、ｉは屯磯子框流で
ある。第２図より、′Ｉ！磯子框流産が一定の状態で、
負荷１の変更めるいは変動、外乱およびしゆう動部の摩
擦の作用等によって生じる負荷トルクτの変動によって
、出力速度ωが変動することがわかる。すなわち、′Ｊ
Ａ、荷１の変更あるいは変動、外乱およびしゆう動部の
摩擦の作用が４気ナ一ボ機＋４の伝達特性に影４ヶおよ
ぼすことがわかる。一方、第３図は負荷トルクｒがイの
ときの屯１炊子０１と出力速度ωの関係全表わす無負荷
特性全示し、ぼ愼子屯訛１と出力速度ωが非滅形関係に
あることを示す。このような特性をイする颯励慎１に対
して、無負荷時性補償要素８および）ｊＬ荷時性補濱要
素９は次のような作用金示す。第５図は無負荷時性補償
要素８の人出力特性を示す。この図において、横軸は魚
貝＃荷性補償要素８の入力直圧で６勺、この人力電圧は
一１＃ｉ差ｅに対応しておｐ１縦軸は無負荷特注補償要
素８の出力電圧ｇ會示す。この無負荷′４註禰償汝素８
の入出力特性は、第３図に示す無負荷特性の非線形性を
打ち消すように動作する。第４図は負荷特性補償４素９
の入出力特性を示す。横軸は負荷トルクτ全示し、縦軸
は負荷時性補償要素９の出力電圧Ｕを示す。すなＶら、
負荷時性補償要素９は、第５図に示すように：ｌ１ｌｌ
ｉ負荷時性補償要素８の出力電圧ｇと負荷トルクτによ
って決定される電圧Ｕｔ出力する。この負荷特性補償要
素９の入出力関係は、第２凶に示すような負・旬トルク
Ｔと出力速度ωの関係に対して、出力、禮度ωが負荷ト
ルクに見かけ上依存しな＾ように動作する。このような
無負荷神性禰償′ｊ２素８と負荷時性補償要素９全屯ｆ
ｄＪ磯、駆動回路２の前段に付加することにより、負荷
トルクｒと出力速度ωの関係は見かけ上第６図に示すよ
うな時性全示し、無負荷特性は見かけ上第７図に示すよ
うになる。すなわち、第６図に示すように、出力速度ω
は見かけ上偏差ｅによってのみ決定さｎ１負荷トルクτ
に無関係となυ、負荷１の変更必るいは変動、外乱およ
びしゆう動部の４ｓの作用等の影響金除云することがで
きる。
τ、縦軸は制御対象である負荷１あるいは制御対象を駆
動する成動磯２の出力速度ωであシ、ｉは屯磯子框流で
ある。第２図より、′Ｉ！磯子框流産が一定の状態で、
負荷１の変更めるいは変動、外乱およびしゆう動部の摩
擦の作用等によって生じる負荷トルクτの変動によって
、出力速度ωが変動することがわかる。すなわち、′Ｊ
Ａ、荷１の変更あるいは変動、外乱およびしゆう動部の
摩擦の作用が４気ナ一ボ機＋４の伝達特性に影４ヶおよ
ぼすことがわかる。一方、第３図は負荷トルクｒがイの
ときの屯１炊子０１と出力速度ωの関係全表わす無負荷
特性全示し、ぼ愼子屯訛１と出力速度ωが非滅形関係に
あることを示す。このような特性をイする颯励慎１に対
して、無負荷時性補償要素８および）ｊＬ荷時性補濱要
素９は次のような作用金示す。第５図は無負荷時性補償
要素８の人出力特性を示す。この図において、横軸は魚
貝＃荷性補償要素８の入力直圧で６勺、この人力電圧は
一１＃ｉ差ｅに対応しておｐ１縦軸は無負荷特注補償要
素８の出力電圧ｇ會示す。この無負荷′４註禰償汝素８
の入出力特性は、第３図に示す無負荷特性の非線形性を
打ち消すように動作する。第４図は負荷特性補償４素９
の入出力特性を示す。横軸は負荷トルクτ全示し、縦軸
は負荷時性補償要素９の出力電圧Ｕを示す。すなＶら、
負荷時性補償要素９は、第５図に示すように：ｌ１ｌｌ
ｉ負荷時性補償要素８の出力電圧ｇと負荷トルクτによ
って決定される電圧Ｕｔ出力する。この負荷特性補償要
素９の入出力関係は、第２凶に示すような負・旬トルク
Ｔと出力速度ωの関係に対して、出力、禮度ωが負荷ト
ルクに見かけ上依存しな＾ように動作する。このような
無負荷神性禰償′ｊ２素８と負荷時性補償要素９全屯ｆ
ｄＪ磯、駆動回路２の前段に付加することにより、負荷
トルクｒと出力速度ωの関係は見かけ上第６図に示すよ
うな時性全示し、無負荷特性は見かけ上第７図に示すよ
うになる。すなわち、第６図に示すように、出力速度ω
は見かけ上偏差ｅによってのみ決定さｎ１負荷トルクτ
に無関係となυ、負荷１の変更必るいは変動、外乱およ
びしゆう動部の４ｓの作用等の影響金除云することがで
きる。
さらに、第７図に示すように、偏差ｅと出力速度ωの関
係は見かけ上線形となり、本発明の浦償効果が向上する
。
係は見かけ上線形となり、本発明の浦償効果が向上する
。
第５図およびｌ１ｇ４図に示すような特性をＭするＳ負
荷特性補償４！索８と負荷特性補償要素９を実現するた
めには、任意関数発生器必るいはディジタル計算機等を
利用することができる。
荷特性補償４！索８と負荷特性補償要素９を実現するた
めには、任意関数発生器必るいはディジタル計算機等を
利用することができる。
なお、負荷１の変更あるいは変動、外乱およびしゆう動
部の摩擦の作用等の影＃金打ち消すという目的からする
と、無負荷特注補償要素８は必ずしも必要がない。無負
荷時性補償要素８は、鴫気サーボ機構の伝達時性全線形
化し、負荷時性補償要素９の補償幼果を高める機ｍｌ全
イする。
部の摩擦の作用等の影＃金打ち消すという目的からする
と、無負荷特注補償要素８は必ずしも必要がない。無負
荷時性補償要素８は、鴫気サーボ機構の伝達時性全線形
化し、負荷時性補償要素９の補償幼果を高める機ｍｌ全
イする。
次に、本発明のよシ簡単な他の実施例を示す。
電気サーボ機構の１え達特性金巌形化すると、そのブロ
ック図は第８図のように表わされる。ここで、Ｋ：電動
機駆動回路の電圧増幅度 （９） Ｌ ：屯慎子インダクタンス（■］） Ｒニー磯子−抵抗（Ω） ＫＴ：）ルク足叔（Ｎ ｍ／Ａ ） １（Ｂ＝誘誘起正圧定数Ｖｓ／ｒａｄ）Ｊ ；鑞動愼お
よび負荷金曾わせた等価慣性モーメント（Ｎ ｍｓ”
／ｒＢｄ ）Ｂ ：粘性抵抗トルク定ｄ （ＮｍＳ／ｒ
ａｄ）τ１：外乱（Ｎ・ｍ） θ ：利岬瀘でめる角変位（ｒ４ｄ） ω ：角速度（ｒＢｄ／ｓ） である。
ック図は第８図のように表わされる。ここで、Ｋ：電動
機駆動回路の電圧増幅度 （９） Ｌ ：屯慎子インダクタンス（■］） Ｒニー磯子−抵抗（Ω） ＫＴ：）ルク足叔（Ｎ ｍ／Ａ ） １（Ｂ＝誘誘起正圧定数Ｖｓ／ｒａｄ）Ｊ ；鑞動愼お
よび負荷金曾わせた等価慣性モーメント（Ｎ ｍｓ”
／ｒＢｄ ）Ｂ ：粘性抵抗トルク定ｄ （ＮｍＳ／ｒ
ａｄ）τ１：外乱（Ｎ・ｍ） θ ：利岬瀘でめる角変位（ｒ４ｄ） ω ：角速度（ｒＢｄ／ｓ） である。
第８（凶において、貝１釘トルクτと出力速度ωとの関
係を求めると、 全得る。Ω（ｓＬ ＥＣ５）ｓｐよびＴ （ｓ） ｖま
それぞれ出力速度ω、偏差ｅｐ、よび負荷トルクＴのラ
プラス変侠でめシ、Ｓはラプラス演禅子を示す。第８図
のような荷・注で表Ｖさｎる１気サーボ礪構に本発明を
適用すると、その構成は第９図のようなブロック（１０
） 図で表わされる。１気サーボ＋ｓ＃Ｉｔの伝達時性が第
８図のような線形荷住金示す場けには、ノｌＩ（負荷特
性補償要素８は付加する必要がなく、負荷特性補償要素
９のみτ付加すｎばよい。４９図において一点鎖線で囲
んだ部分が負荷時性補償９ｉ累９を示す。すなわち、負
荷時注面濱安累９は、調走ｅと負荷トルクＴの検出信号
金直列補償要索Ｇ 、 （Ｓ）全通して得られる信号全
力ロ禅した信号ｕｌ’屯動磯駆ｄ回路へ供給する。直列
補償要素９としては、その伝４特注Ｇ 、 （８）全列
えば、 と選ぶ。すなわち、負荷特性補償要素９の出力Ｕのラプ
ラス変ｙ４’ｋＵ（８）とすると、となる。このとさ、
貝イ青トルクＴと出力速度ωとの関係を示す式（１）は （１１） となり、出力速度ωが見かけ土、負荷トルクＴに無関係
となり、負荷ｌの慣性モーメントＪの変更必るいは変動
、外乱Ｔｎνよびしゆう動部の摩擦の作用の影＃を打ち
消すことができる。なお、第９図からも明らかなように
、負荷トルクＴが１流ｌに孔列する場合には、 τ−Ｋｙ−１ ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（５）なる関係で表わされ、負荷特
性補償−Ａ！素９の入出力関係金示す式（３）は と表わされる。ここで、■（Ｓ）Ｗよ電流１のラプラス
変換を示す。さらに、第９図に２いて、眠動慎駆動回路
の出力電圧ｅ１と祇動愼誘起畦圧との差ｅヨが求まる場
合には、磁圧ｅ、ｓとｄυｌｔ１との間には Ｅ、（Ｓ）＝ （１，ｓ十Ｒ） Ｉ（８） ・・・
・・・・・・・・・・・・（７）なる関係が成シ立２ｆ
ｃめ、式（６）と（７）より、負荷特性補償要素９０入
出力関係は、 となシ、よ）実現し易い回路となる。ここでＥｌ、Ｉ（
Ｓ）は磁圧ｅ、、のラプラス変換金示す。１比倍号ｅ、
が直接求めりｎない＠什には Ｂ 、 （８）＝ Ｅ 、（ｓ）−Ｋ ｙａΩ（８）
・・・・・・・・・・・・・・・（９）なる関係全
利用する。Ｅ 、 （８）は螺動ｆＡ駆動回路の出力酸
比ｅ、のラプラス変換を示す。このとき、負荷特性補償
要素９の入出力関係は となる。
係を求めると、 全得る。Ω（ｓＬ ＥＣ５）ｓｐよびＴ （ｓ） ｖま
それぞれ出力速度ω、偏差ｅｐ、よび負荷トルクＴのラ
プラス変侠でめシ、Ｓはラプラス演禅子を示す。第８図
のような荷・注で表Ｖさｎる１気サーボ礪構に本発明を
適用すると、その構成は第９図のようなブロック（１０
） 図で表わされる。１気サーボ＋ｓ＃Ｉｔの伝達時性が第
８図のような線形荷住金示す場けには、ノｌＩ（負荷特
性補償要素８は付加する必要がなく、負荷特性補償要素
９のみτ付加すｎばよい。４９図において一点鎖線で囲
んだ部分が負荷時性補償９ｉ累９を示す。すなわち、負
荷時注面濱安累９は、調走ｅと負荷トルクＴの検出信号
金直列補償要索Ｇ 、 （Ｓ）全通して得られる信号全
力ロ禅した信号ｕｌ’屯動磯駆ｄ回路へ供給する。直列
補償要素９としては、その伝４特注Ｇ 、 （８）全列
えば、 と選ぶ。すなわち、負荷特性補償要素９の出力Ｕのラプ
ラス変ｙ４’ｋＵ（８）とすると、となる。このとさ、
貝イ青トルクＴと出力速度ωとの関係を示す式（１）は （１１） となり、出力速度ωが見かけ土、負荷トルクＴに無関係
となり、負荷ｌの慣性モーメントＪの変更必るいは変動
、外乱Ｔｎνよびしゆう動部の摩擦の作用の影＃を打ち
消すことができる。なお、第９図からも明らかなように
、負荷トルクＴが１流ｌに孔列する場合には、 τ−Ｋｙ−１ ・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・（５）なる関係で表わされ、負荷特
性補償−Ａ！素９の入出力関係金示す式（３）は と表わされる。ここで、■（Ｓ）Ｗよ電流１のラプラス
変換を示す。さらに、第９図に２いて、眠動慎駆動回路
の出力電圧ｅ１と祇動愼誘起畦圧との差ｅヨが求まる場
合には、磁圧ｅ、ｓとｄυｌｔ１との間には Ｅ、（Ｓ）＝ （１，ｓ十Ｒ） Ｉ（８） ・・・
・・・・・・・・・・・・（７）なる関係が成シ立２ｆ
ｃめ、式（６）と（７）より、負荷特性補償要素９０入
出力関係は、 となシ、よ）実現し易い回路となる。ここでＥｌ、Ｉ（
Ｓ）は磁圧ｅ、、のラプラス変換金示す。１比倍号ｅ、
が直接求めりｎない＠什には Ｂ 、 （８）＝ Ｅ 、（ｓ）−Ｋ ｙａΩ（８）
・・・・・・・・・・・・・・・（９）なる関係全
利用する。Ｅ 、 （８）は螺動ｆＡ駆動回路の出力酸
比ｅ、のラプラス変換を示す。このとき、負荷特性補償
要素９の入出力関係は となる。
以上で述べたように、式（３）、 （６）、 （８）、
ＩＪＯのいずれかの関係が成り立つような負荷特性補
償要素９金付加した場合、（気す−ボ慎溝の伝達時性は
となる。ココア、θ（ｓ）、Ｖ（り訟よび’ｒ ｍ （
ｓ）は、ｉｔ＋＠童でるる角変位θ、目標＋ＦＥ Ｖ
＆よび外乱Ｔヨのラプラス変換ヲ示す。式（ロ）から明
らかなように、負荷特性補償要素９を付〃口することに
より、電気（１３） サーボ機構のム達特性は吃かけ上等＋＋Ｉｌｉ直往モー
メン）Ｊに無関係となり、外乱τ１の＃［ｌｉは零とな
る。
ＩＪＯのいずれかの関係が成り立つような負荷特性補
償要素９金付加した場合、（気す−ボ慎溝の伝達時性は
となる。ココア、θ（ｓ）、Ｖ（り訟よび’ｒ ｍ （
ｓ）は、ｉｔ＋＠童でるる角変位θ、目標＋ＦＥ Ｖ
＆よび外乱Ｔヨのラプラス変換ヲ示す。式（ロ）から明
らかなように、負荷特性補償要素９を付〃口することに
より、電気（１３） サーボ機構のム達特性は吃かけ上等＋＋Ｉｌｉ直往モー
メン）Ｊに無関係となり、外乱τ１の＃［ｌｉは零とな
る。
一万、第９図において、目襟直Ｖと制御量θの間の伝達
関数は三次遅れ要素の時性となっているが、式（３）、
（６）、 （８）、αＱのいずｎかの関係ｆｉＥ Ｉ
ｇ Ｃ立つような負荷特性補償要素９を付加した場合、
１標ｌｌＩ！ｖと制御量θの間の伝達関数は式ｄυのよ
うに一次遅れ要素の特性となる。したがって、負荷特性
補償要素９０荷性が武（３） 、 （６） 、（８）、
αＯで示されるような理想的状態から多少ずれた場合に
は、残シの二次のモードの時性が問題となる場合がるる
。
関数は三次遅れ要素の時性となっているが、式（３）、
（６）、 （８）、αＱのいずｎかの関係ｆｉＥ Ｉ
ｇ Ｃ立つような負荷特性補償要素９を付加した場合、
１標ｌｌＩ！ｖと制御量θの間の伝達関数は式ｄυのよ
うに一次遅れ要素の特性となる。したがって、負荷特性
補償要素９０荷性が武（３） 、 （６） 、（８）、
αＯで示されるような理想的状態から多少ずれた場合に
は、残シの二次のモードの時性が問題となる場合がるる
。
すなわち、制御対象の特性によっては残りの二次のモー
ドが不安定となる’Ｊ曾がある。そのような場合には、
例えば第１０図に示すように伝達関数Ｇ ｔ （Ｓ）を
Ｍする安定化補濱要索１０全設けることによって解決す
ることができる。ここで、Ｇ１（８）を例えば Ｕｔ （Ｓ）＝ Ｋ ａ Ｓ ２十Ｋ −８・・・・・
・・・・・・・・・・・・・＠と選び、補償要素ａ、（
ｓ）−ｉ式（１）のように設定するｔｌＡ） と制＃着θは ・・・・・・・・・・・・（ハ） となる。ここで、 で必る。したがって、ｔｌｌｊｆ％Ｉ直Ｖと市１」呻鑓
θとの１司の伝達関数はに、およびに４によって決まる
二次遅れ要素の一時性となり、しかも安定なモードに設
定することができる。この場合、−次のモードが残るが
、このモードは１［Ｉｌ常安尼である。したがって、目
標値Ｖと制御層θとの間の伝達特性は全体として安定と
なる。式（ロ）において、Ｋ、＊およびに４本の値が直
性モーメント、Ｔ ｖＣ無関係でりるということは重要
でのる。すなわち、第２図の電気サーボ＋！４慣は負荷
・外乱ノル（反応性を満足している。
ドが不安定となる’Ｊ曾がある。そのような場合には、
例えば第１０図に示すように伝達関数Ｇ ｔ （Ｓ）を
Ｍする安定化補濱要索１０全設けることによって解決す
ることができる。ここで、Ｇ１（８）を例えば Ｕｔ （Ｓ）＝ Ｋ ａ Ｓ ２十Ｋ −８・・・・・
・・・・・・・・・・・・・＠と選び、補償要素ａ、（
ｓ）−ｉ式（１）のように設定するｔｌＡ） と制＃着θは ・・・・・・・・・・・・（ハ） となる。ここで、 で必る。したがって、ｔｌｌｊｆ％Ｉ直Ｖと市１」呻鑓
θとの１司の伝達関数はに、およびに４によって決まる
二次遅れ要素の一時性となり、しかも安定なモードに設
定することができる。この場合、−次のモードが残るが
、このモードは１［Ｉｌ常安尼である。したがって、目
標値Ｖと制御層θとの間の伝達特性は全体として安定と
なる。式（ロ）において、Ｋ、＊およびに４本の値が直
性モーメント、Ｔ ｖＣ無関係でりるということは重要
でのる。すなわち、第２図の電気サーボ＋！４慣は負荷
・外乱ノル（反応性を満足している。
なお第１０図に示す伝達関数補償要素１００代）に第１
０図に示す制御偏差ｅ全直列補償要素紫通して、祇動１
表１駆動回路に供給することによっても、（１５） 第１０図に示す央Ｊ闇と同僚の目的全達成することかで
さる。その直列補ｉ賞要索の伝達関数Ｇ。（Ｓ）として
は、・りＵえは （３−（”）＝１（−８２＋Ｉ（ｂｓ＋１ ・＋＋
＋ｍ＋＋・＋＋ａｆ９と選べばよい。このように構成す
ｎば、目標値Ｖと制呻菫θとの間の伝達関数を安定に設
定することが町ａ目となる。
０図に示す制御偏差ｅ全直列補償要素紫通して、祇動１
表１駆動回路に供給することによっても、（１５） 第１０図に示す央Ｊ闇と同僚の目的全達成することかで
さる。その直列補ｉ賞要索の伝達関数Ｇ。（Ｓ）として
は、・りＵえは （３−（”）＝１（−８２＋Ｉ（ｂｓ＋１ ・＋＋
＋ｍ＋＋・＋＋ａｆ９と選べばよい。このように構成す
ｎば、目標値Ｖと制呻菫θとの間の伝達関数を安定に設
定することが町ａ目となる。
以上詳述したように、本発明によれば、負荷の変更ある
いは変動、外乱ｐよびしゆう動部の摩擦の作用によって
、′嘔気サーボ機構の伝達番性が影＃金受けることがな
く、目４１直に対する市ＩＪ御献の追従性ケ忠果に実現
することができるものである。
いは変動、外乱ｐよびしゆう動部の摩擦の作用によって
、′嘔気サーボ機構の伝達番性が影＃金受けることがな
く、目４１直に対する市ＩＪ御献の追従性ケ忠果に実現
することができるものである。
第１図Ｖよ本発明の電気す−ボ慎傅の一果禰列の構成金
示す図、第２図は本発明に用いる祇動依のトルク−速度
特性の列を示す図、第３図は一動慎の、ｆｉ負荷時（負
荷トルク零時）における直流と速度の関係を表わす無負
荷特注の両全示す図、第４図は本発明の１気サーボ愼１
４における制御対家あるいは１間御対尿全駆励するｄ動
１湧の出力速ｌ皮が負（１６） 荷トルクに見かけ上依存しないように補償する負荷時性
油漬要素の入出力特性の両全示す図、第５図は本発明の
電気サーボ機構における祇動愼の無負荷時性全滅形化す
る無負荷特性補償要素の入出力特性の例を示す図、第６
図は本発明全構成する負荷特性補償要素全付加すること
によって見かけ上寿られる負荷トルクと出力速度との関
係１［わす図、第７図は本発明を構成する無負荷特性補
償要素を付加することによって見かけ上寿られる偏差電
圧と国力速度の関係を表わす凶、第８図は従来の電気サ
ーボｆｌＡ構金線形比して表わしたときのブロック図の
例を示す図、第９図は第８図に示すブロック図で表わさ
れる従来の電気サーボ機構に本発明を適用したときの一
実施丙金表わす）゛ロン２図、第１０図は本発明ｔ−構
成する安定化補償要素を備えた本発明の電気サーボ機構
の一例を示すブロック図である。 １・・・制御対象となる負荷、２・・・屯ＩＩ＋機、３
・・・信号発生器、４・・・位置フィードバック回路、
４ａ・・・位置検出＋６．４ｂ・・・位１直検出回路、
５・・・トルクフイ（１７） 一ドパツク回４．５ａ・・・トルク検出器、５ｂ・・・
トルク検出回路、６・・切０算器、７・・・区動愼駆励
回路、８・・・無負荷時性、？ｉｌｉ偵要素、９・・・
負荷時性補償要素、１０・・・安定比補償要素。 代理人 １理± ４田利幸 （１８） 第 ２ 図 ■４図 石 ３ 図 第 ５ 図 Ｔ：’ｉＤｌ’Ｕ ５ｄ−４ｉｉ４１１（７）（ 十 ） Ｆ ン へゐ
示す図、第２図は本発明に用いる祇動依のトルク−速度
特性の列を示す図、第３図は一動慎の、ｆｉ負荷時（負
荷トルク零時）における直流と速度の関係を表わす無負
荷特注の両全示す図、第４図は本発明の１気サーボ愼１
４における制御対家あるいは１間御対尿全駆励するｄ動
１湧の出力速ｌ皮が負（１６） 荷トルクに見かけ上依存しないように補償する負荷時性
油漬要素の入出力特性の両全示す図、第５図は本発明の
電気サーボ機構における祇動愼の無負荷時性全滅形化す
る無負荷特性補償要素の入出力特性の例を示す図、第６
図は本発明全構成する負荷特性補償要素全付加すること
によって見かけ上寿られる負荷トルクと出力速度との関
係１［わす図、第７図は本発明を構成する無負荷特性補
償要素を付加することによって見かけ上寿られる偏差電
圧と国力速度の関係を表わす凶、第８図は従来の電気サ
ーボｆｌＡ構金線形比して表わしたときのブロック図の
例を示す図、第９図は第８図に示すブロック図で表わさ
れる従来の電気サーボ機構に本発明を適用したときの一
実施丙金表わす）゛ロン２図、第１０図は本発明ｔ−構
成する安定化補償要素を備えた本発明の電気サーボ機構
の一例を示すブロック図である。 １・・・制御対象となる負荷、２・・・屯ＩＩ＋機、３
・・・信号発生器、４・・・位置フィードバック回路、
４ａ・・・位置検出＋６．４ｂ・・・位１直検出回路、
５・・・トルクフイ（１７） 一ドパツク回４．５ａ・・・トルク検出器、５ｂ・・・
トルク検出回路、６・・切０算器、７・・・区動愼駆励
回路、８・・・無負荷時性、？ｉｌｉ偵要素、９・・・
負荷時性補償要素、１０・・・安定比補償要素。 代理人 １理± ４田利幸 （１８） 第 ２ 図 ■４図 石 ３ 図 第 ５ 図 Ｔ：’ｉＤｌ’Ｕ ５ｄ−４ｉｉ４１１（７）（ 十 ） Ｆ ン へゐ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、目標値である入力信号と、制御対象あるいは制御対
象を駆動する畦動慎の出力信号である制＃癒との偏差全
域ｍ機駆動回路全通して鴫動磯に供給し、偏差が小さく
なるようＫ １ｔｌＪ ＃対象あるいは電Ｉｌｈ機を制
御する電気サーボ機構において、制御対Ｊ！あるいは制
御対象を駆動する電動機などの出力速度が負荷トルクに
見かけ上依存しないように補償する負荷特性補償要素金
前記電ｌｊｈ機ｇｌｊｈ回路に付加し、さらに無負荷時
（負荷トルク零のとき）の′Ｉｔ動磯駆動回路の出力電
流もしくは出力電圧などの出力信号と制御対象あるいは
市１ｊ岬対象を駆動する゛屯励慎の出力速度との関係を
線形化する無負荷時性補償要素と、目標値と１１１Ｊ−
献との間の伝達時性を補償する安定化補償要素とｔ必要
に応じて前ａｄ框動機ｇ動回路に付加することくより、
制御対象となる負荷の変更あるいは変動、外乱およびし
ゆう動部の摩擦の作用による影響ｔ−４！ｉ！ｎ除くこ
とを特徴とする電気サーボ機構。 ２、特許請求の範囲第１項６己域の電気サーボ機構に２
いて、負荷特性補償要素が、負荷トルクｔ−屯気信号に
変換した信号音、出力速度が負荷トルクに見かけ上依存
しないように補償する直列補償要素全通して、前記成ｌ
ｌｈ慎駆動回路へ正帰還することを特徴とする眠気サー
ボ機構。 ３、特許請求の範囲第１項記載のＩＩＥ気サーボ機構に
２いて、負荷特性補償要素が、＃＃Ｃ動ｍ駆動回路の出
力を流を、出力速度が負荷トルクに見かけ上依存しない
ように補償する直列補償要素全通して、前記゛醒動愼駆
動回路へ正帰還するようにしたことを特徴とする電気サ
ーボ機構。 ４、特許請求の範囲第１項記載の電気サーボ機構におい
て、負荷特性補償要素が、′Ｉｌ！動慎ｇ励回路の出力
電圧と区励ｆＩＡ誘起框圧との差に相当する信号を、出
力速度が負荷トルクに見かけ上依存しないように補償し
て、前に２電動機駆動回路へ正帰還することを特徴とす
る眠気サーボ機構。 ５．特許請求の範囲第１項ｄ己載の１気サーボ機構にお
いて、負荷特性補償要素が、屯！４１！７機駆動回路の
出力電圧と、出力速度とを、それぞれ出力速度が負荷ト
ルクに見かけ上依存しないように補償し、この補償され
た屯動愼駆動回路の出力鑞圧に相当する磁気信号（］ｌ
−前記嵯動慎駆動回路へ正帰還し前記補償された出力速
度に相当する峨気信号全前記颯動慎駆動回路へ負帰還す
ることを特徴とする電気サーボ機構。 ６．９許請求の範囲第１項〜第５頃のいずれかに日己載
の電気サーボ機構において、無ｊＡ、荷特性補償要素が
、無負荷時における成Ｉｊｈ機の非線形入出力時性を打
ち消して線形化する時性に／ｆｉｉしていること′ｆｒ
：付徴とする電気サーボ機構。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56143865A JPS5846413A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 電気サ−ボ機構 |
| US06/416,626 US4587469A (en) | 1981-09-14 | 1982-09-10 | Electric servo system |
| DE19823233874 DE3233874A1 (de) | 1981-09-14 | 1982-09-13 | Elektrische servoanordnung |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56143865A JPS5846413A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 電気サ−ボ機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5846413A true JPS5846413A (ja) | 1983-03-17 |
Family
ID=15348780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56143865A Pending JPS5846413A (ja) | 1981-09-14 | 1981-09-14 | 電気サ−ボ機構 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4587469A (ja) |
| JP (1) | JPS5846413A (ja) |
| DE (1) | DE3233874A1 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JPS6072004A (ja) * | 1983-09-27 | 1985-04-24 | Kobe Steel Ltd | ダイレクト教示型工業用ロボットの制御装置 |
| JPS6077210A (ja) * | 1983-10-05 | 1985-05-01 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 空間運動機構の制御方法 |
| JPS615302A (ja) * | 1984-06-19 | 1986-01-11 | Nissan Motor Co Ltd | マニピユレ−タの制御装置 |
| JPS61150916A (ja) * | 1984-12-24 | 1986-07-09 | Citizen Watch Co Ltd | 姿勢揃え装置 |
| JPS63120314A (ja) * | 1986-11-08 | 1988-05-24 | Fanuc Ltd | デイジタルサ−ボシステム |
| US5145065A (en) * | 1990-02-26 | 1992-09-08 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Package for photographic film cartridge |
| JP2012171072A (ja) * | 2011-02-23 | 2012-09-10 | Yaskawa Electric Corp | ロボット、ロボットシステムおよび回転電機 |
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| US4973215A (en) * | 1986-02-18 | 1990-11-27 | Robotics Research Corporation | Industrial robot with servo |
| US4864206A (en) * | 1986-11-20 | 1989-09-05 | Westinghouse Electric Corp. | Multiaxis robot control having improved energy monitoring system for protecting robots against joint motor overload |
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- 1981-09-14 JP JP56143865A patent/JPS5846413A/ja active Pending
-
1982
- 1982-09-10 US US06/416,626 patent/US4587469A/en not_active Expired - Fee Related
- 1982-09-13 DE DE19823233874 patent/DE3233874A1/de active Granted
Patent Citations (1)
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4587469A (en) | 1986-05-06 |
| DE3233874A1 (de) | 1983-04-07 |
| DE3233874C2 (ja) | 1988-05-05 |
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