JPS61204715A - Servo-amplifier - Google Patents
Servo-amplifierInfo
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- JPS61204715A JPS61204715A JP4373985A JP4373985A JPS61204715A JP S61204715 A JPS61204715 A JP S61204715A JP 4373985 A JP4373985 A JP 4373985A JP 4373985 A JP4373985 A JP 4373985A JP S61204715 A JPS61204715 A JP S61204715A
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- 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
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明はモータの運転中に速度及び位置等の制御ハラ
メータを変化させることのできるサーボ増幅器に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a servo amplifier that can change control parameters such as speed and position during operation of a motor.
従来、この種のサーボ増幅器として調整者がモータの負
荷状態を監視しながら速度、位置、及び電流の制御パラ
メータを設定するサーボ増幅器があった。第3図がその
サーボ増幅器の従来構成を示すブロック図であシ、図に
おいて1は、外部からの位置指令信号Pcを受けること
によシモータ2の速度及び位置を制御するサーボ増幅器
であシ、このサーボ増幅器1は、モータ2の位置ループ
ゲイン均を持つ制御パラメータ11と、モータ2の速度
ループゲインに2を持つ制御パラメータ12と、モータ
2の電流ループゲインKsを持つ制御パラメータ13と
を備え、さらに上記三つの制御パラメータ11,12.
13からのモータ2に関する制御信号を受け、モータ2
を駆動するモータビ2イブ回路14とを備えて構成され
ている。また、上記モータ2にはとのモータ2によって
駆動される負荷2゜が接続されておシ、さらにこのモー
タ2には、位置、速度を検出する位置検出器2aと速度
検出器2bとが付加され、またそ−タドライブ回路14
との間にはモータ2の電流を検出する電流検出器2cが
設けられている。Conventionally, as this type of servo amplifier, there has been a servo amplifier in which an adjuster sets control parameters such as speed, position, and current while monitoring the load condition of the motor. FIG. 3 is a block diagram showing the conventional configuration of the servo amplifier. In the figure, 1 is a servo amplifier that controls the speed and position of the motor 2 by receiving a position command signal Pc from the outside. This servo amplifier 1 includes a control parameter 11 having an average position loop gain of the motor 2, a control parameter 12 having a speed loop gain of 2 for the motor 2, and a control parameter 13 having a current loop gain Ks of the motor 2. , and further the above three control parameters 11, 12 .
Upon receiving a control signal regarding motor 2 from 13, motor 2
The motor drive circuit 14 is configured to include a motor bibe circuit 14 that drives the motor drive circuit 14. Further, a load 2° driven by the motor 2 is connected to the motor 2, and a position detector 2a and a speed detector 2b are added to the motor 2 to detect the position and speed. Also, the motor drive circuit 14
A current detector 2c for detecting the current of the motor 2 is provided between the two.
従来のサーボ増幅器は上記のように構成されておシ、次
にその動作について第3図を参照しながら説明する。ま
ず外部からの位置指令信号Pcと、モータ2に付設され
た位置検出器2aから得られる位置のフィードバック値
Rfとをlid点で比較し、この比較後の値、すなわち
誤差がか、制御パラメータ11に設定された位置ループ
ゲインに1に従って増幅、調整され、速度指令信号Vc
を出力する。出力された速度指令信号Vcは更に12C
点において、速度検出器2bから得られた速度のフィー
ドバック値Vfとが比較され、その誤差1を制御パラメ
ータ12が速度ループゲインに2で増幅、調整して電流
指令信号Icとして出力する013a点で、さらに上記
電流指令信号Icと電流検出器2cからの電流のフィー
ドバック値Ifとが比較され、その誤差ε、を制御パラ
メータ13が電流ループゲインに3によって増幅、調整
し、モータードライブ回路14からモータ2に対して所
定の電流を流すととKよって該モータ2に回転、及びト
ルクを発生させる。この回転によってさらに位置指令に
正確に追従すべく、上記のように各フィードバックルー
プが働く。The conventional servo amplifier is constructed as described above, and its operation will now be described with reference to FIG. First, the position command signal Pc from the outside and the position feedback value Rf obtained from the position detector 2a attached to the motor 2 are compared at the lid point, and the value after this comparison, that is, the error, is determined by the control parameter 11. The speed command signal Vc is amplified and adjusted according to the position loop gain set to 1.
Output. The output speed command signal Vc is further 12C
At point 013a, the speed feedback value Vf obtained from the speed detector 2b is compared, and the control parameter 12 amplifies and adjusts the error 1 by a speed loop gain of 2 and outputs it as the current command signal Ic. Further, the current command signal Ic and the current feedback value If from the current detector 2c are compared, and the control parameter 13 amplifies and adjusts the error ε by a current loop gain of 3, and the motor drive circuit 14 outputs the motor. When a predetermined current is applied to the motor 2, the motor 2 rotates and generates torque. As a result of this rotation, each feedback loop operates as described above in order to more accurately follow the position command.
とのように従来のサーボ増幅器におけるフィードバック
制御は、外部からの入力指令である位置指令信号Pcに
対して、出力すなわちモータ2の回転位置が追従するよ
う制御するが、この制御特性をコントロールするものが
、各制御パラメータ11.12.13のループゲインK
l * K意t Kgである。ここで、上記制御パラメ
ータ11〜13の詳細な回路図の一例を第4図(a)
、 (b)に示す。この第4図(a)は上記制御パラメ
ータ11〜13のうち位置の制御パラメータ11及びl
id点を抜出したものであシ、この回路の詳細を第4図
(b)に示す。図中、llbは入力する位置指令信号P
c用の抵抗、11Cは第3図に示す位置検出器2aから
のフィードバック値Pf用の抵抗、lidはオペアンプ
等の演算増幅器、lieは手動操作が可能な可変抵抗器
である。このような構成から成る制御パラメータ11の
出力、すなわち速度指令信号Vcを計算式で示すと、ま
ず外部からの位置指令信号をPc、位置のフィードバッ
ク値をPf、及びこれらPc−Pfに対応する抵抗11
b、llcをRi (同一値)、可変抵抗器11eをR
f、さらに上記Pc=Pfの誤差を11、位置ループゲ
インをに、で表わすと、
となる。従って、具体的には、例えばRiをIOKΩに
固定し、Rfを10OKΩ〜IMΩに設定すると、K1
−10〜100となる。Feedback control in conventional servo amplifiers controls the output, that is, the rotational position of the motor 2, to follow the position command signal Pc, which is an input command from the outside. is the loop gain K of each control parameter 11.12.13
l * K means Kg. Here, an example of a detailed circuit diagram of the control parameters 11 to 13 is shown in FIG. 4(a).
, shown in (b). This FIG. 4(a) shows the position control parameters 11 and l among the control parameters 11 to 13.
The id point is extracted, and the details of this circuit are shown in FIG. 4(b). In the figure, llb is the input position command signal P
11C is a resistor for the feedback value Pf from the position detector 2a shown in FIG. 3, lid is an operational amplifier such as an operational amplifier, and lie is a manually operable variable resistor. Expressing the output of the control parameter 11 configured as described above, that is, the speed command signal Vc, first, the external position command signal is Pc, the position feedback value is Pf, and the resistance corresponding to these Pc - Pf. 11
b, llc to Ri (same value), variable resistor 11e to R
f, the error of Pc=Pf above is expressed as 11, and the position loop gain is expressed as follows. Therefore, specifically, for example, if Ri is fixed to IOKΩ and Rf is set to 10OKΩ to IMΩ, then K1
-10 to 100.
このように制御パラメータ11の位置ループゲインに1
の値は可変抵抗器lieによシ決定され、この可変抵抗
器lieは調整者が第3図に示す負荷加の状態を監視し
ながら最適な制御性を得るよう調整する。以上のように
して可変抵抗器lieが調整されることによって位置ル
ープゲインに、の値が設定されたのちは、調整者が再調
整しない限シ固定の位置ループゲインに、となシ、その
値によって決まる制御性によシ位置のフィードバック制
御が行なわれる。In this way, the position loop gain of control parameter 11 is set to 1.
The value of is determined by a variable resistor lie, which is adjusted by the adjuster to obtain optimum controllability while monitoring the load application state shown in FIG. After the value of the position loop gain is set by adjusting the variable resistor lie as described above, the value remains as the fixed position loop gain unless readjusted by the adjuster. Feedback control of the position is performed depending on the controllability determined by
従来のサーボ増幅器は以上のように構成されているので
、位置、速度、電流のループゲインは調論者によって設
定されたのちは一定であシ、運転中には切換えることが
不可能なため、負荷イナーシャが変化するなど制御対象
ρ;運転中に変化した場合に自動的に制御パラメータを
最適な値に変更することができず、また通常各制御パラ
メータは最悪条件においても安定に動作する一番低い値
に設定されているため、負荷条件によってはより良い性
能発揮ができないなどの問題点があった。Conventional servo amplifiers are configured as described above, so the loop gains for position, speed, and current are constant after being set by the controller, and cannot be changed during operation, so the load Controlled parameter ρ cannot be automatically changed to the optimal value when the inertia changes, etc. When it changes during operation, and each control parameter is usually set to the lowest value that can operate stably even under the worst conditions. However, since it is set to a certain value, there have been problems such as not being able to achieve better performance depending on the load conditions.
この発明は上記のような問題点を解消するためKなされ
たもので、サーボ増幅器の制御パラメータを運転中に変
化させることによシ、制御性能を向上することのできる
サーボ増幅器を得ることを目的とする。This invention was made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to obtain a servo amplifier whose control performance can be improved by changing the control parameters of the servo amplifier during operation. shall be.
この発明に係るサーボ増幅器は、制御するモータの電流
、速度等から負荷イナーシャを演算して制御パラメータ
のループゲイン値を記憶及び出力する演算制御手段と、
上記ループゲイン値に応じて位置、速度、電流の制御パ
ラメータのループゲイン値を可変に設定する可変パラメ
ータ手段を設けたものである。The servo amplifier according to the present invention includes arithmetic control means that calculates load inertia from the current, speed, etc. of a motor to be controlled, and stores and outputs a loop gain value of a control parameter;
A variable parameter means is provided for variably setting loop gain values of control parameters for position, speed, and current according to the loop gain value.
この発明においては、モータの運転中に負荷イナーシャ
が変化しても、該負荷イナーシャを常時演算制御手段が
算出し、その算出結果に応じて可変パラメータ手段が位
置、速度、電流のループゲイン値を自動的に切換えるの
で、各制御パラメータが常に最適に動作し、負荷条件が
変化してもよシ良い性能を発揮する。In this invention, even if the load inertia changes during operation of the motor, the arithmetic control means constantly calculates the load inertia, and the variable parameter means adjusts the position, speed, and current loop gain values according to the calculation results. Automatic switching allows each control parameter to always operate optimally, providing excellent performance even when load conditions change.
以下、この発明の一実施例によるサーボ増幅器を図面に
基づいて説明する。第1図はそのブロック図であシ、図
において2,2a〜2cella〜13a。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A servo amplifier according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram thereof, and in the figure, 2, 2a to 2cella to 13a.
14は夫々第3図の同一符号のものと全く同一のもので
あシ、ここでは省略する。図中、24.25はこの発明
の特徴を示す演算制御手段、可変パラメータ手段であシ
、演算制御手段24は例えば電流検出器2c、速度検出
器2bから夫々電流信号、速度信号を入力して負荷イナ
ーシャを演算するものである0また可変パラメータ手段
25は上記演算制御手段24に制御されて制御パラメー
タ21〜23の夫々のループゲインKl e K!+
Kgを自動的に設定するものである。従って、従来例を
示す第4図(b)の可変抵抗器11eに相自するものは
可変パンメータ手段25に内蔵され、かつ自動的に演算
制御手段24によって各ループゲインに1〜に3が設定
される。14 are completely the same as those with the same reference numerals in FIG. 3, and will be omitted here. In the figure, reference numerals 24 and 25 are arithmetic control means and variable parameter means, which are characteristics of the present invention, and the arithmetic control means 24 inputs current signals and speed signals from, for example, a current detector 2c and a speed detector 2b, respectively. The variable parameter means 25, which calculates the load inertia, is controlled by the calculation control means 24 to calculate the loop gain Kl e K! of each of the control parameters 21 to 23. +
Kg is automatically set. Therefore, a variable resistor 11e corresponding to the conventional example shown in FIG. be done.
上記演算制御手段24及び可変パラメータ手段25の具
体的な一例を第2図のブロック図に示す。A specific example of the arithmetic control means 24 and variable parameter means 25 is shown in the block diagram of FIG.
図において、24が上述の演算制御手段であ夛、25が
この演算制御手段24によシ各パラメータが設定される
可変パラメータ手段でるる。まず、24aはマイクロプ
ロセッサ等のCPU、 24bはこのCPU 24aの
プログラムなどが記憶されるメモリ、24cは第1図の
位置検出器2a、速度検出器2b。In the figure, 24 is the above-mentioned arithmetic control means, and 25 is variable parameter means in which each parameter is set by the arithmetic control means 24. First, 24a is a CPU such as a microprocessor, 24b is a memory in which programs for the CPU 24a are stored, and 24c is a position detector 2a and a speed detector 2b shown in FIG.
電流検出器2cなどからの各信号を受け、CPU 24
mで演算するための入力データに変換し、パス24Aに
出力する入力インタフェイス、24dは上記バス24A
に共通に接続され、上述の可変パラメータ手段25に対
し各ループゲイン値のデータを出力する出力インタフェ
イス、246〜24gは第、1〜第3可変メモリであり
、第1図の制御パラメータ21〜23の各ループゲイン
K l−Ksが記憶される。The CPU 24 receives each signal from the current detector 2c, etc.
24d is an input interface that converts input data for calculation with m and outputs it to a path 24A, and 24d is the above bus 24A.
An output interface 246 to 24g is commonly connected to the variable parameter means 25 and outputs data of each loop gain value to the variable parameter means 25, and 246 to 24g are first and third variable memories, and control parameters 21 to 24g in FIG. 23 respective loop gains Kl-Ks are stored.
上記のように構成されたサーボ増幅器lにおいては、演
算制御手段24内の入力インタフェイス24cが第1図
のモータ2の速度、電流等の信号を入力し、これらの信
号によ’p CPU 24aがそのモータ2の負荷イナ
ーシャを演算する。この負荷イナーシャによって、例え
ば負荷イナーシャが小さければ制御°パラメータ22の
速度ループゲイン4が大きくなるようループゲイン値を
決定し、仁の値を第2可変メモリに記憶させるとともに
、この記憶されたループゲイン値に応じて出力インタフ
ェイス24dから可変パラメータ手段25内の第2回路
網25bを制御する。この第2回路網25bは、例えば
アナログスイッチと複数の固定抵抗(夫々図示せず)に
よシ回路網を構成し、出力インタフェイス24dからの
デジタルな制御信号によシ、複数の固定抵抗の中から所
望のループゲインとなる固定抵抗をアナログスイッチの
スイッチング動作で選択するよう接続する。そして、こ
の第2回路網25bの選択された固定抵抗(図示せず)
が第1図の制御パラメータ22に有する演算増幅器(図
示せず)の入出力に対して並列となるよう接続する。In the servo amplifier l configured as described above, the input interface 24c in the arithmetic control means 24 inputs signals such as the speed and current of the motor 2 shown in FIG. calculates the load inertia of the motor 2. Based on this load inertia, for example, if the load inertia is small, the loop gain value is determined so that the speed loop gain 4 of the control degree parameter 22 becomes large, and the value of the loop gain is stored in the second variable memory, and the stored loop gain is stored in the second variable memory. The second circuit network 25b in the variable parameter means 25 is controlled from the output interface 24d in accordance with the value. The second circuit network 25b includes, for example, an analog switch and a plurality of fixed resistors (each not shown), and a digital control signal from the output interface 24d. A fixed resistor that provides a desired loop gain is selected from among them by the switching operation of an analog switch. A selected fixed resistance (not shown) of this second circuit network 25b
are connected in parallel to the input and output of an operational amplifier (not shown) included in the control parameter 22 of FIG.
すなわち、従来例を示す第4図缶)の可変抵抗器lie
と同様に接続する。上記第2回路網の構成並びに動作は
、第1、第2回路網においても同様に構成する。In other words, FIG. 4 shows a conventional example.
Connect in the same way as . The configuration and operation of the second circuit network are the same for the first and second circuit networks.
ここで、前述の負荷イナーシャの演算例の一例を以下に
記述する。Here, an example of calculation of the load inertia mentioned above will be described below.
まず、にイナーシャ:JL+JM−(負荷イナーシャ)
+(モータイナーシャ)
N;モータ回転数
Δt;加減速時定数
T;トルク
エA;モータ電流
Kt;定数
とすると、
T−KtI人 ・・・・・・(A−1)上
記(A−1)、(A−2)式よシ
この(A−3)式によシ、モータの回転数Nを時定数Δ
tで加速したときのモータ電流IA(=If)をとシ込
むことによってイナーシャJが演算できることがわかる
。First, inertia: JL + JM - (load inertia)
+ (Motor inertia) N; Motor rotation speed Δt; Acceleration/deceleration time constant T; Torque air A; Motor current Kt; Assuming constant, T-KtI person... (A-1) Above (A-1) , (A-2) and (A-3), the rotation speed N of the motor is expressed as the time constant Δ
It can be seen that the inertia J can be calculated by inputting the motor current IA (=If) when the motor is accelerated at t.
この発明は以上説明したとおシ、サーボ増幅器に演算制
御手段と、可変パラメータ手段とを備え、負荷イナーシ
ャを求めることによシ制御パラメータを可変制御するよ
う構成したので、モータの運転中に制御対象の負荷が変
化することによシ生ずる負荷イナーシャの変化に対して
、自動的に制御パラメータを最適な値に変更することが
でき、応答性等が向上するなど非常に優れた制御性能を
持つサーボ増幅器が得られるという効果がある。As described above, the present invention is configured such that the servo amplifier is equipped with an arithmetic control means and a variable parameter means, and the control parameters are variably controlled by determining the load inertia. This servo has extremely superior control performance, with improved responsiveness and improved responsiveness. This has the effect of providing an amplifier.
第1図はこの発明の一実施例によるサーボ増幅器を示す
構成図、第2図は第1図の要部を示すブロック図、第3
図は従来のサーボ増幅器を示す構成図、第4図(a)
、 (b)は第3図の制御パラメータの詳細回路を示す
回路図である。
図において、1はサーボ増幅器、2はモータ、2aは位
置検出器、2bは速度検出器、2cは電流検出器、21
〜23は制御パラメータ、24は演算制御手段、24A
はバス、24aはCPU、 24cは入力インタフェイ
ス、24dFi出力インタフエイス、24e〜24gは
第1〜第3可変メモリ、25は可変パラメータ手段、2
5a〜25cは第1〜第3回路網である0
なお、各図中、同一符号は同一、または相当部を示す。FIG. 1 is a block diagram showing a servo amplifier according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a block diagram showing the main parts of FIG. 1, and FIG.
The figure is a configuration diagram showing a conventional servo amplifier, Figure 4 (a)
, (b) is a circuit diagram showing a detailed circuit of the control parameters of FIG. 3. In the figure, 1 is a servo amplifier, 2 is a motor, 2a is a position detector, 2b is a speed detector, 2c is a current detector, 21
~23 is a control parameter, 24 is an arithmetic control means, 24A
is a bus, 24a is a CPU, 24c is an input interface, 24dFi output interface, 24e to 24g are first to third variable memories, 25 is a variable parameter means, 2
5a to 25c are first to third circuit networks 0. In each figure, the same reference numerals indicate the same or equivalent parts.
Claims (3)
において、前記モータの速度等の信号を入力して該モー
タの負荷イナーシャを求め、該モータを駆動するための
制御パラメータのループゲイン値を決定する演算制御手
段と、この演算制御手段からの前記ループゲイン値に応
じて複数の前記制御パラメータに対し、位置、速度、電
流ループゲインを可変に設定する可変パラメータ手段と
を備えたことを特徴とするサーボ増幅器。(1) In a servo amplifier that controls the speed and position of the motor, a signal such as the speed of the motor is input to determine the load inertia of the motor, and a loop gain value of a control parameter for driving the motor is determined. The present invention is characterized by comprising: an arithmetic control means; and a variable parameter means for variably setting the position, speed, and current loop gain for the plurality of control parameters according to the loop gain value from the arithmetic control means. servo amplifier.
を入力する入力インタフェイスと、このインタフェイス
からバスを介して接続され、前記モータの負荷イナーシ
ャを演算するCPUと、前記バスに接続されてモータの
速度、電流、位置のループゲイン値を記憶する第1〜第
3可変メモリと、これら可変メモリの内容を前記パラメ
ータ手段に出力する出力インタフェイスとを備えて構成
したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載のサー
ボ増幅器。(2) The calculation control means is connected to an input interface that inputs signals such as motor speed and current, and a CPU that is connected to this interface via a bus and that calculates the load inertia of the motor, and is connected to the bus. and first to third variable memories for storing loop gain values of speed, current, and position of the motor, and an output interface for outputting the contents of these variable memories to the parameter means. A servo amplifier according to claim 1.
電流ループゲインを可変可能な第1〜第3回路網から成
り、これら第1〜第3回路網は上記ループゲインの値を
設定する複数の固定抵抗と、これら固定抵抗を切換可能
にスイッチングするアナログスイッチとを夫々備えて構
成されたことを特徴とする特許請求の範囲第1乃至第2
項記載のサーボ増幅器。(3) The variable parameter means may vary the motor position, speed,
It consists of first to third circuit networks that can vary the current loop gain, and these first to third circuit networks include a plurality of fixed resistors that set the value of the loop gain, and an analog circuit that switches these fixed resistors in a switchable manner. Claims 1 and 2 are characterized in that they each include a switch.
Servo amplifier as described in section.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4373985A JPS61204715A (en) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | Servo-amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4373985A JPS61204715A (en) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | Servo-amplifier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61204715A true JPS61204715A (en) | 1986-09-10 |
Family
ID=12672142
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4373985A Pending JPS61204715A (en) | 1985-03-07 | 1985-03-07 | Servo-amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
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