JPS62210515A - Digital servo system controller - Google Patents
Digital servo system controllerInfo
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- JPS62210515A JPS62210515A JP5245186A JP5245186A JPS62210515A JP S62210515 A JPS62210515 A JP S62210515A JP 5245186 A JP5245186 A JP 5245186A JP 5245186 A JP5245186 A JP 5245186A JP S62210515 A JPS62210515 A JP S62210515A
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Landscapes
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Abstract
Description
(産業上の利用分野〕
本発明は、位置及び速度をマイクロプロセッサで制御す
るディジタルサーボ系の制御装置に係り、特に安定な速
度制御性能を得るに好適なディジタルサーボ系の制御装
置に関する。(Industrial Application Field) The present invention relates to a digital servo system control device in which position and speed are controlled by a microprocessor, and particularly to a digital servo system control device suitable for obtaining stable speed control performance.
通常、各種自動機械、ロボット等FA関連機器用として
用いられるサーボモータを用いた位置サーボ系では、サ
ーボモータ軸に直結されたパルスエンコーダ及び速度発
電機を用いて1位置及び速度のフィードバック信号を得
、サーボモータの位置及び速度を制御するようにしてい
る。ところが近年のマイクロプロセッサの急速な進歩の
もと。
制御アルゴリズムのディジタル化が進み、そ九に伴って
、制御系の高性能化、低価格化を目的に、速度発電機を
除去し、ディジタルの位置信号を与えるパルスエンコー
ダから速度信号を得る方式が採用される傾向にある。そ
の一方式として、例えば昭和56年12月発行の電気学
会論文誌101巻12号の第277頁〜第284頁に記
載されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述したようなディジタルサーボ系により、サーボモー
タを速度制御する場合、次のような問題点がある。すな
わち、速度検出に関して、モータの回転数とモーター回
転当りのパルスエンコーダの発生するパルス数およびサ
ンプリングタイムとの関係において、サーボモータの速
度はある一定の回転速度単位でしか計測できない、この
ため、サーボモータの検出速度は量子化誤差を含んでい
る。また、制御上の問題として、前述した速度計測の量
子化誤差がそのまま制御偏差として現出し、被制御側に
速度変動、加速度変動を与えるという問題点がある。
本発明は、上述の問題点を除去し、速度変動の少ない安
定した制御性能を与えるディジタルサーボ系の制御装置
を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の上記の目的は、被駆動体の動作位置を一定のサ
ンプリング時間毎にディジタル的に検出してフィードバ
ックし、制御論理部において定められた制御論理に従っ
て被駆動体の操作信号を形成し、パワー変換部に供給し
て、そのパワー出力によって被駆動体の動作位置および
速度を制御するディジタルサーボ系において、前記制御
論理部を、第Nサンプリング時の位置信号PNと前回の
第(N−1)サンプリング時の位置信号PN−1との速
度信号の差(VN=Ps−PN−1)を求める速度検出
手段と、この速度検出手段から得られる第Nサンプリン
グ時の速度信号VNと前回の第(N−1)サンプリング
時の速度信号VN−1との速度変化量(ΔVII=VN
−Vw−z )を求める速度変化検出手段と、ΔVN×
ΔVN−L<OおよびΔVN≠0の条件の成立、不成立
を調べる判別手段と、成立した場合には1ΔVN l
> I MN l及びΔVNXMNくOなる実数のMN
を設定する補正量設定手段と、不成立の場合にはMNの
絶対値を単調減少させる定められた演算方式により低減
してMNの値を更新する補正量更新手段と、上記MNを
用いて速度検出手段からの速度信号の補正値VN’
(=VN+MN)を求める加算手段とを備え、上記補正
値V N ’を制御論理部の速度フィードバック信号と
して定められた制御論理演算を実行し、被駆動体の操作
信号として出力することにより達成される。
〔作用〕
本発明の制御装置は一定のサンプリング時間Ts毎に動
作するので、以下現サンプリング時点を第Nサンプリン
グ時点とし、添字Nを付けて示す、前サンプリング時点
にはN−1、次のサンプリング時点にはN+1のように
添字をつけて示す。
まず、第Nサンプリング時点で、判断手段により、ΔV
NXΔVN−1<O及びΔVN≠0の条件が成立するか
否か判断される。前記の判断の結果成立する場合には、
補正量設定手段は前記の条件をみたす補正量MNを設定
する。
次に、加算手段において補正量設定手段からのMNと速
度検出手段からの速度VNとによりV N ’= V
s + M nが求められる。ここで、l ΔVN’
l = l VN’ −VN−11= l VN十M
N VN−1l
=1ΔVN+MNl < lΔVN1
であり、ΔV s > Oのときは
0〈ΔVN’ <ΔVN
ΔVN<Oのときは
ΔV N <ΔVN’<0
が成立するから、V s ’は常にVNの変化する方向
にVNの変化量ΔVNより少ない量だけ変化した値とし
て求められていることになる。従って、計測して求めた
VNを用いて制御偏差を求めた場合よりここで求めたV
N ’ を用いて制御偏差を求めた場合の方が、前サ
ンプリング時点の制御偏差と比べた時の変動量が小さく
なる。すなわち、サーボモータへの供給電力変動が小さ
くなる。これはみかけ上制御ゲインを下げて制御してい
ることになる。
従って、各サンプリング時点で前述の速度変動の要件が
成立した場合は、上述の制御動作がくり返されるので、
みかけ上低い制御ゲインが得られ、安定した速度制御性
能が得られる。
次に、前記要件が成立しなかった場合は、補正量更新手
段の作用により、MNの絶対値が低減させられる。この
結果、補正量MNの絶対値が小さくなるので、加算手段
で得るVN’ (=VN+MN)の値はVNに近い値
となる。この条件が数サンプル続くと、MN’qOとな
り、従ってVN’ ”FVNとなる。すなわち、急激に
MNによる補正の影響が消滅するので、見かけ上制御ゲ
インは設定された制御ゲインに回復し、負荷変動、設定
値変動にも連窓なく追従する制御性能が得られる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明の制御装置の一例を備えたディジタルサ
ーボ系の構成を示すもので、この図において、1はディ
ジタル制御部、2は被駆動部である。ディジタル制御部
1は、動作位置または速度指令を発生する指令発生部1
1と、この指令値と一定時間間隔Ta毎に動作するサン
プラ13を介して取り込むパルス計数部24の位置計数
値とを用いて、制御論理を実行し、モータ22の駆動制
御信号を生成する制御論理部12と制御論理部12の出
力する信号を一定時間間隔Ta毎にサンプルするサンプ
ラ13とサンプラ13のサンプルした値を保持する0次
ホールド要素14とよりなっている。ここで、ディジタ
ル制御部1がマイクロコンピュータのような論理演算素
子で構成されている場合は、サンプラ13及び0次ホー
ルド14は、マイクロコンピュータの内部タイマ機能及
び信号入出力制御機能により容易に実現される。
被駆動部2はこの例ではモータ駆動を示している。
被駆動部2は、ディジタル制御部1の駆動信号をモータ
22の駆動電力信号に変換するパワ変換部21と、パワ
変換部21より供給される駆動電力信号により駆動され
るサーボモータ22とサーボモータ22の出力軸に直結
され、モータz2の回転角検出に用いられるパルスエン
コーダ23とパルスエンコーダ23の信号を検出し、モ
ータ22の回転方向の弁別とパルス数の計測を行うパル
ス計数部24とよりなっている。
前述した制御論理部12の構成の一例を第2図に用いて
説明する。この第2図において、121は位置検出手段
、122は速度検出手段、128は偏差検出手段、12
9は制御演算手段、123は速度変化検出手段、124
は判別手段、125は補正量設定手段、126は補正量
更新手段、127は加算手段である0本発明を実現する
ために設けられた要素手段である。
次に上述した本発明の制御装置の一例の動作を説明する
。
制御論理部21への入力信号は、指令発生部11の生成
する速度指令値RNとサーボモータの回転位置を計測し
たパルス計数部24の位置信号の計数値である。制御論
理部12は、一定サンプリング時間毎に、位置検出手段
121により位置信号を読み込む、それをPNとする。
Ppiはパルス信号の計数値であるから当然整数値で
ある。
次に、速度検出手段122の動作により、現在入力した
位置PN と前回入力した位flPs−t との差、す
なわち速度VNをVN=P−s−Ps−1の演算により
求めるe VNの値も当然整数値である。続いて速度変
化検出手段123の動作により、今得られた速度VNと
前回得られた速度VN−1との差、すなわち速度変化量
ΔVNをΔVN=VN−VN−tの演算により求める。
これにより判別手段124が動作し、今得られたΔVN
と前回得られたΔVN−tを用いて、条件ΔVN≠0及
びΔVNXΔVN−1<Oが成立するか否かを判別する
。もし条件が成立した場合は予め定めである次の条件|
ΔVN|>|MN|及びΔVN X MW< O(更に
O<MN<1を加えることもある。)をみたすMNをV
Nの補正量として設定する。もし上記判別条件が成立し
なかった場合は、後述するような方法により、MNの絶
対値を減少させ、MNの値を更新する。
続いて、加算手段127が動作し、上記MNの更新また
は設定によって得られたMNと速度検出手段122によ
り得られた速度vNを用いて、すIK ’b 理IC用
イル速度vN′ をVN’ =VN+MHの演算により
求める。
最後に偏差検出手段128が動作し、速度指令RNと前
記V N ’の差である偏差ENをEN=RN−V N
’の演算により求める。制御演算手段129は、誤ら
れた偏差ENにもとづいて、定められた制御論理に従っ
て、第1図のサーボモータ22の操作信号を生成し、パ
ワ変換部21に送り出す。
以上の動作により、各サンプリング時点毎に判別手段1
24の判別により判別条件が成立するような場合には、
検出された速度VNを用いて制御偏差ENを求め制御演
算処理を行う場合に比べ。
みかけ玉検出された速度変化量ΔVN以下の速度変化が
あったとしたVN’を用いて、制御偏差ENを求め制御
演算処理を行うようにしているので、検出速度VNの量
子化誤差に伴う操作信号の激変が押えられ、従ってサー
ボモータは安定して略定速で運転されることになる。
また、判別手段124の判別により判別条件が成立しな
い場合にはMNの値は、その絶対値が各サンプリング時
点毎に低減されるので、補正量られるので、目標速度変
動、負荷変動の発生時においても、連応性が損なわれる
ことなく、良好な制御性能が得られる。
次に補正量更新手段126における各サンプリング時点
毎に補正量を単調減少される方法例を以下に示す。
(i)MNXα→MN ただし0〈α〈1ここで、余
り演算能力のないマイクロコンピュータを用いる場合に
は
のような値を用いると演算がデータのシフトで容易に実
現できて便利である。
(五)k+1→k
MN/に一4MN
ただし、k≧0であり補正量更新手段でMNと同時に初
期設定されるものとする。
次に、本発明は、実質的にマイクロコンピュータにより
実現するのが容易である。そこで2補正量設定手段12
5で設定されるMNの値をMn=−8GN (ΔVN)
= 0.5atΔV>OO,5atΔv〈0
補正量更新手段126の補正方法を
MN/2→MN
とした場合の処理フローチャートを第3図に示す。
第3図において、第2図の要素に対応する演算には、同
一符号を付した。また、第3図の130におイテ、PM
、VN、ΔVNをPM−1m VN−1eΔVN−1に
再設定して、次の演算に備える状況を追加し、第2図の
動作状況をより明確にした。また、129の制御演算に
は制御偏差ENのみを用いるとしているが、V N ’
他を用いる場合もあるが、ここでは本質的でないので省
略している。また、V N ’ を用いる必要のない場
合には、第3図のt27,128は一緒ニテき、EN
=Rs−VN−M Nとすることもできる。
実質上の第3図の説明は前述した第2図の動作と同様で
あるので、その説明は省略する。
次に本発明の他の実施例を第4図に示す、この実施例に
おいて、第3図に示す実施例との本質的な相異は、12
4の条件判定の如何にかかわらず、126のMNの更新
処理を実行するようにしたこと、及びそれに伴って、1
25のMWの設定値を126によって低減される量だけ
大きくしていることの2点である。実質的な動作は、第
2図に示す実施例と同様である。
次に本発明の更に別の実施例を第5図に示す。
この第5図に示す実施例では、第4図に示す実施例に対
し125のMNの設定方法が変更されている。すなわち
既に設定されているMWに一8GN(ΔVN)を加えて
新しいMNを得るようにしている。このようにすると、
各サンプリング周期毎に条件124が成立するような場
合にMNの設定値に過去の履歴を含ませることができ、
より細かい制御を行うことができる。
以上の説明は位置検出要素として、サーボモータ軸に直
結されたサーボモータ制御を例に述べたが、本発明は位
置をディジタル値で測定し、各サンプル時点間の位置信
号の差によって速度を検出する形式、すなわち速度検出
に量子化誤差を伴う位置及び速度サーボ制御系すべてに
適用可能である。
本発明による運転結果の一例を第6図に示す。
この運転結果と第7図に示す従来の運転結果とを比較す
ると、検出速度は同じように変動している)、が、本発
明の作用により制御偏差の変動が少なく押えられ、結果
として安定した速度制御性能が得られていることがわか
る。また速度変動量も大幅に低減されるという良好な結
果が得られている。
以上述べたごとく、本発明の実施例によれば、速度検出
に量子化誤差を伴うディジタルサーボ制御系において、
速度変化量を演算によって求め、速度変化量がある一定
の条件をみたした場合に、計測した速度変化量以下の速
度変化量になるように補正する補正量を設定し、計測し
た速度をその補正量で補正した値を用いて制御演算処理
することにより、みかけ上の制御ゲインを低下させ、速
度検出の際の量子化誤差を除去すると共に、前記速度変
化量がある一定の条件をみたさない場合には、各サンプ
ル時点毎に設定した補正量の絶対値を低減するようにし
たので、量子化誤差の影響しない運転領域では、前記補
正量の影響を消滅できる。従って制御系に設定した高制
御ゲインで運転できる高応答高性能サーボ系が得られる
。また。
本発明のサーボ制御方式によれば、停止状態から加速す
る際にも、本発明の補正演算機能が動作し、この場合、
設定した制御ゲインをみかけ上高くするので、加速時の
立ち上りが良くなるが、加速終了頃には補正の効果が消
滅するので、加速終了時はなめらかに設定速度に到達す
るという効果が得られる。逆に定速運転状態から減速す
る場合にも本発明の補正演算機能が働き、減速初期には
みがけ上制御ゲインを低くし、定速運転がらなめらかに
減速運転に状態を移させると共に、減速終了頃には前記
と同じ理由でみかけの制御ゲインは設定した制御ゲイン
になるので、減速終了点ではぎれ良い制御応答が得られ
、速度制御から位置制御への切り換えが容易になるとい
う優れた効果が得られる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、速度変動の少ない安定した制御性能を
与えるディジタルサーボ系を提供することができる。Position servo systems using servo motors, which are normally used for various automatic machines, robots, and other FA-related equipment, use a pulse encoder and speed generator directly connected to the servo motor shaft to obtain a single position and speed feedback signal. , to control the position and speed of the servo motor. However, due to the rapid progress of microprocessors in recent years. With the progress of digitalization of control algorithms, a method has been developed to remove the speed generator and obtain the speed signal from a pulse encoder that provides a digital position signal, with the aim of improving the performance and lowering the cost of the control system. They tend to be adopted. One such method is described, for example, on pages 277 to 284 of the Journal of the Institute of Electrical Engineers of Japan, Vol. 101, No. 12, published in December 1980. [Problems to be Solved by the Invention] When controlling the speed of a servo motor using the digital servo system as described above, there are the following problems. In other words, regarding speed detection, the servo motor speed can only be measured in a certain rotation speed unit in relation to the motor rotation speed, the number of pulses generated by the pulse encoder per motor rotation, and the sampling time. The detected speed of the motor includes a quantization error. Further, as a control problem, there is a problem in that the quantization error in the speed measurement described above directly appears as a control deviation and causes speed fluctuations and acceleration fluctuations on the controlled side. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a digital servo system control device that eliminates the above-mentioned problems and provides stable control performance with little speed fluctuation. [Means for Solving the Problems] The above-mentioned object of the present invention is to digitally detect and feed back the operating position of the driven body at regular sampling times, and to detect and feed back the operating position of the driven body according to the control logic determined in the control logic section. In a digital servo system that forms an operation signal for a driven object and supplies it to a power converter to control the operating position and speed of the driven object by its power output, the control logic section is configured to control the position at the Nth sampling. A speed detection means for determining the speed signal difference (VN=Ps-PN-1) between the signal PN and the position signal PN-1 at the previous (N-1)th sampling, and the Nth position signal obtained from the speed detection means. The amount of speed change between the speed signal VN at the time of sampling and the speed signal VN-1 at the previous (N-1)th sampling (ΔVII=VN
-Vw-z) and speed change detection means for determining ΔVN×
A determining means for checking whether the conditions ΔVN-L<O and ΔVN≠0 are satisfied or not, and if the conditions are satisfied, 1ΔVN l
> I MN l and ΔVNXMN 0, the real number MN
correction amount setting means for setting the value of MN; and correction amount updating means for updating the value of MN by reducing it by a predetermined calculation method that monotonically decreases the absolute value of MN when the value is not established; and speed detection using the MN. Correction value VN' of the speed signal from the means
(=VN+MN), and performs a predetermined control logic operation on the correction value VN' as a speed feedback signal of the control logic section, and outputs it as an operation signal for the driven body. Ru. [Operation] Since the control device of the present invention operates at every fixed sampling time Ts, hereinafter, the current sampling time will be referred to as the N-th sampling time, and will be indicated with a subscript N. The previous sampling time is N-1, and the next sampling time is Time points are indicated with subscripts such as N+1. First, at the Nth sampling point, the determining means determines that ΔV
It is determined whether the conditions of NXΔVN-1<O and ΔVN≠0 are satisfied. If the above judgment holds true,
The correction amount setting means sets a correction amount MN that satisfies the above conditions. Next, in the addition means, V N '=V is determined by MN from the correction amount setting means and the speed VN from the speed detection means.
s + M n is found. Here, l ΔVN'
l = l VN' -VN-11= l VN0M
N VN-1l = 1ΔVN+MNl < lΔVN1 , and when ΔV s > O, 0<ΔVN'<ΔVN When ΔVN<O, ΔV N <ΔVN'<0 holds true, so V s ' is always a change in VN. This means that the value is determined as a value that changes by an amount smaller than the amount of change ΔVN in VN in the direction of ΔVN. Therefore, the VN found here is better than when the control deviation is found using the measured VN.
When the control deviation is determined using N', the amount of variation is smaller when compared to the control deviation at the previous sampling time. That is, fluctuations in power supplied to the servo motor are reduced. This apparently means that the control is performed by lowering the control gain. Therefore, if the above-mentioned speed fluctuation requirements are satisfied at each sampling point, the above-mentioned control operation is repeated, so
An apparently low control gain can be obtained, and stable speed control performance can be obtained. Next, if the above requirements are not met, the absolute value of MN is reduced by the action of the correction amount updating means. As a result, the absolute value of the correction amount MN becomes smaller, so the value of VN' (=VN+MN) obtained by the adding means becomes a value close to VN. If this condition continues for several samples, MN'qO becomes MN'qO, and therefore VN' ``FVN.In other words, the influence of correction by MN suddenly disappears, so the apparent control gain recovers to the set control gain, and the load Control performance that follows fluctuations and set value fluctuations without continuous windows can be obtained. [Example] Examples of the present invention will be described below with reference to the drawings. Fig. 1 shows an example of the control device of the present invention. This figure shows the configuration of a digital servo system equipped with a digital servo system, and in this figure, 1 is a digital control section and 2 is a driven section.
1, and this command value and the position count value of the pulse counting unit 24 taken in via the sampler 13 that operates at fixed time intervals Ta, execute control logic and generate a drive control signal for the motor 22. It consists of a sampler 13 that samples the signals output from the logic section 12 and the control logic section 12 at fixed time intervals Ta, and a zero-order hold element 14 that holds the sampled values of the sampler 13. Here, if the digital control unit 1 is composed of logical operation elements such as a microcomputer, the sampler 13 and the zero-order hold 14 can be easily realized by the internal timer function and signal input/output control function of the microcomputer. Ru. The driven part 2 is driven by a motor in this example. The driven unit 2 includes a power conversion unit 21 that converts a drive signal from the digital control unit 1 into a drive power signal for a motor 22, a servo motor 22 driven by the drive power signal supplied from the power conversion unit 21, and a servo motor. A pulse encoder 23 that is directly connected to the output shaft of the motor 22 and used to detect the rotation angle of the motor z2, and a pulse counter 24 that detects the signal of the pulse encoder 23, discriminates the rotation direction of the motor 22, and measures the number of pulses. It has become. An example of the configuration of the control logic section 12 described above will be explained using FIG. 2. In this FIG. 2, 121 is a position detection means, 122 is a speed detection means, 128 is a deviation detection means, 12
9 is a control calculation means, 123 is a speed change detection means, 124
125 is a determination means, 125 is a correction amount setting means, 126 is a correction amount updating means, and 127 is an addition means, which are element means provided to realize the present invention. Next, the operation of an example of the control device of the present invention described above will be explained. The input signals to the control logic unit 21 are the speed command value RN generated by the command generation unit 11 and the counted value of the position signal of the pulse counting unit 24 that measures the rotational position of the servo motor. The control logic unit 12 reads a position signal by the position detecting means 121 at every fixed sampling time, and sets it as PN. Since Ppi is the count value of the pulse signal, it is naturally an integer value. Next, by the operation of the speed detection means 122, the difference between the currently input position PN and the previously input position flPs-t, that is, the speed VN, is calculated by calculating VN=P-s-Ps-1. Naturally, it is an integer value. Subsequently, the speed change detection means 123 operates to calculate the difference between the currently obtained speed VN and the previously obtained speed VN-1, that is, the speed change amount ΔVN, by calculating ΔVN=VN-VN-t. As a result, the determining means 124 operates, and the ΔVN
Using ΔVN-t obtained last time, it is determined whether the conditions ΔVN≠0 and ΔVNXΔVN-1<O hold. If the condition is met, the next predetermined condition |
MN that satisfies ΔVN | > | MN | and ΔVN
Set as the correction amount of N. If the above-mentioned determination condition is not satisfied, the absolute value of MN is decreased and the value of MN is updated by a method that will be described later. Subsequently, the addition means 127 operates and uses the MN obtained by updating or setting the MN and the speed vN obtained by the speed detection means 122 to calculate the IK 'b physical IC speed vN' to VN' It is determined by calculating =VN+MH. Finally, the deviation detection means 128 operates and detects the deviation EN, which is the difference between the speed command RN and the V N ', as EN=RN-V N
' is calculated by the calculation. Based on the erroneous deviation EN, the control calculation means 129 generates an operation signal for the servo motor 22 shown in FIG. 1 according to a predetermined control logic, and sends it to the power converter 21. By the above operation, the discrimination means 1
In the case where the discrimination condition is satisfied by the discrimination in 24,
Compared to the case where the control deviation EN is determined using the detected speed VN and the control calculation process is performed. Since the control deviation EN is determined and the control calculation process is performed using VN', which assumes that there has been a speed change less than or equal to the detected speed change amount ΔVN, the operation signal due to the quantization error of the detected speed VN is A drastic change in speed is suppressed, and therefore the servo motor is stably operated at a substantially constant speed. Further, if the discrimination condition is not satisfied as determined by the discrimination means 124, the absolute value of MN is reduced at each sampling time point, so the value of MN is corrected. Good control performance can also be obtained without loss of coordination. Next, an example of a method in which the correction amount is monotonically decreased at each sampling time point in the correction amount updating means 126 will be described below. MN (5) k+1→k MN/-4MN However, it is assumed that k≧0 and that it is initialized at the same time as MN by the correction amount updating means. Next, the present invention is substantially easy to implement using a microcomputer. Therefore, 2 correction amount setting means 12
The value of MN set in 5 is Mn=-8GN (ΔVN)
= 0.5atΔV>OO, 5atΔv<0 FIG. 3 shows a processing flowchart when the correction method of the correction amount updating means 126 is changed from MN/2 to MN. In FIG. 3, operations corresponding to the elements in FIG. 2 are given the same reference numerals. Also, please refer to 130 in Figure 3, PM
, VN, and ΔVN are reset to PM-1m VN-1eΔVN-1, and a situation in preparation for the next calculation is added to make the operating situation in FIG. In addition, although it is assumed that only the control deviation EN is used in the control calculation of 129, V N '
Others may be used, but they are omitted here as they are not essential. In addition, if there is no need to use V N ', t27 and 128 in FIG. 3 are the same, and EN
=Rs-VN-MN can also be used. Since the actual explanation of FIG. 3 is the same as the operation of FIG. 2 described above, the explanation thereof will be omitted. Next, another embodiment of the present invention is shown in FIG. 4. In this embodiment, the essential difference from the embodiment shown in FIG.
The update process for 126 MNs is executed regardless of the condition determination in 4.
Two points are that the setting value of MW of 25 is increased by the amount reduced by 126. The substantial operation is similar to the embodiment shown in FIG. Next, still another embodiment of the present invention is shown in FIG. In the embodiment shown in FIG. 5, the method of setting 125 MNs is changed from the embodiment shown in FIG. That is, a new MN is obtained by adding -8GN (ΔVN) to the already set MW. In this way,
If condition 124 is satisfied for each sampling period, the past history can be included in the MN setting value,
Allows for more fine-grained control. The above explanation uses a servo motor control directly connected to a servo motor shaft as a position detection element, but the present invention measures the position with a digital value and detects the speed based on the difference in position signals between each sample time. It is applicable to all types of position and velocity servo control systems that involve quantization errors in velocity detection. An example of the results of operation according to the present invention is shown in FIG. Comparing this operation result with the conventional operation result shown in Fig. 7, the detected speed fluctuates in the same way), but due to the action of the present invention, the fluctuation of the control deviation is suppressed to a minimum, and as a result, it becomes stable. It can be seen that speed control performance is obtained. Good results have also been obtained in that the amount of speed fluctuation is significantly reduced. As described above, according to the embodiments of the present invention, in a digital servo control system with quantization errors in speed detection,
The amount of speed change is determined by calculation, and when the amount of speed change satisfies certain conditions, the amount of correction is set so that the amount of speed change is less than the measured amount of speed change, and the measured speed is corrected accordingly. By performing control arithmetic processing using the value corrected by the amount, the apparent control gain is reduced and quantization errors during speed detection are removed, and when the speed change does not satisfy a certain condition. Since the absolute value of the correction amount set for each sample time point is reduced, the influence of the correction amount can be eliminated in the operating region where the quantization error does not affect. Therefore, a high-response, high-performance servo system that can be operated with a high control gain set in the control system can be obtained. Also. According to the servo control method of the present invention, the correction calculation function of the present invention operates even when accelerating from a stopped state, and in this case,
Since the set control gain is apparently increased, the start-up during acceleration is improved, but the effect of the correction disappears around the end of acceleration, so the effect of reaching the set speed smoothly at the end of acceleration can be obtained. Conversely, when decelerating from constant speed operation, the correction calculation function of the present invention works, lowering the brushing control gain at the beginning of deceleration, smoothly transitioning from constant speed operation to deceleration operation, and ending deceleration. By this time, the apparent control gain becomes the set control gain for the same reason as above, so a sharp control response can be obtained at the end of deceleration, which has the excellent effect of making it easier to switch from speed control to position control. can get. [Effects of the Invention] According to the present invention, it is possible to provide a digital servo system that provides stable control performance with little speed fluctuation.
第1図は本発明の制御装置の一例を備えたディジタルサ
ーボ系の構成を示すブロック図、第2図は本発明の装置
を構成する制御論理部の構成を示す図、第3図はその動
作フローチャート図、第4図および第5図はそれぞれ他
の例の処理フローチャート図、第6図は本発明によるデ
ィジタルサーボ制御系の運転性能を示す特性図、第7図
は従来のディジタルサーボ制御系の運転性能を示す特性
図である。
1・・・ディジタル制御部、2・・・被駆動部、11・
・・指令発生部、12・・・制御論理部、22・・・モ
ータ、23・・・パルスエンコーダ、24・・・パルス
計数部。
第 2 目
12、・・制御論理部 ″
第 3 図
Yキロ
遁 g 目
芝) 乙 〔n
1t4r’1FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a digital servo system equipped with an example of the control device of the present invention, FIG. 2 is a diagram showing the configuration of a control logic section that constitutes the device of the present invention, and FIG. 3 is its operation. 4 and 5 are processing flowcharts of other examples, FIG. 6 is a characteristic diagram showing the operating performance of the digital servo control system according to the present invention, and FIG. 7 is a characteristic diagram of the conventional digital servo control system. It is a characteristic diagram showing driving performance. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Digital control part, 2... Driven part, 11.
... Command generating section, 12... Control logic section, 22... Motor, 23... Pulse encoder, 24... Pulse counting section. 2nd item 12,...control logic section '' Fig. 3
Claims (1)
ディジタル的に検出してフィードバックし、制御論理部
において定められた制御論理に従つて被駆動体の操作信
号を形成し、パワ変換部に供給して、そのパワ出力によ
つて被駆動体の動作位置及び速度を制御するディジタル
サーボ系において、前記制御論理部を第Nサンプリング
時の位置信号P_Nと前回の第(N−1)サンプリング
時の位置信号P_N_−_1との速度信号の差(V_N
−P_N−P_N_−_1)を求める速度検出手段と、
この速度検出手段から得られる第Nサンプリング時の速
度信号V_Nと前回の第(N−1)サンプリング時の速
度信号V_N_−_1との速度変化量(ΔV_N=V_
N−V_N_−_1)を求める速度変化検出手段と、Δ
V_N×V_N_−_1≦0及びΔV_N≠0の条件の
成立、不成立を調べる判別手段と、成立した場合には|
ΔV_N|>|M_N|及びΔV_N×M_N<0なる
実数のM_Nを設定する補正量設定手段と、不成立の場
合にはM_Nの絶対値を単調減少させる定められた演算
方式により低減してM_Nの値を更新する補正量更新手
段と、上記M_Nを用いて速度検出手段からの速度信号
の補正値V_N′=(V_N+M_N)を求める加算手
段とを備え、上記補正値V_N′を制御論理部の速度フ
ィードバック信号として定められた制御論理演算を実行
し、被駆動体の操作信号として出力することを特徴とす
るディジタルサーボ制御系の制御装置。 2、前記補正量設定手段は、判別手段からの成立にもと
づき、加算手段においてM_Nを使用する時点で|ΔV
_N|>|M_N|及びΔV_N×M_N<0の関係を
満たす実数のM_Nを設定し、補正量更新手段は成立不
成立に関せずM_Nの絶対値を単調減少させる定められ
た演算方式によつて低減してM_Nの値を更新すること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディジタルサ
ーボ系の制御装置。 3、前記補正量設定手段は、判別手段からの成立にもと
づき、加算手段においてM_Nを使用する時点で|ΔV
_N|>|α_N|、及びΔV_N×α_N<0の条件
を満たす実数のα_Nを設定し、前サンプリング時のM
_Nに加えて新しいM_N=M_N+α_Nとすること
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のディジタルサ
ーボ制御系の制御装置。 4、補正量設定手段は、M_Nに設定される実数値が速
度信号V_Nの補正値V_N′を求める時点では、|M
_N|<1のようにあらかじめ定められ設定されている
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項ないし第3項の
いずれかに記載のディジタルサーボ系の制御装置。 5、補正量更新手段はM_Nの絶対値を単調減少させる
ために、M_N×α→M_Nただし(0<α<1)なる
演算を実行することを特徴とする特許請求の範囲第1項
ないし第3項のいずれかに記載。 ディジタルサーボ系の制御装置。 6、補正量更新手段における剰数αをα=1/2nただ
し(n:自然数)とすることを特徴とする特許請求の範
囲第5項記載のディジタルサーボ系の制御装置。[Claims] 1. The operating position of the driven object is digitally detected and fed back at regular sampling times, and an operation signal for the driven object is formed in accordance with the control logic determined in the control logic section. In a digital servo system that supplies the power to a power converter and controls the operating position and speed of the driven body by the power output, the control logic unit outputs the position signal P_N at the Nth sampling and the previous ( N-1) Difference between the speed signal and the position signal P_N_-_1 at the time of sampling (V_N
-P_N-P_N_-_1);
The amount of speed change (ΔV_N=V_
speed change detection means for determining N-V_N_-_1), and Δ
A determining means for checking whether the conditions of V_N×V_N_-_1≦0 and ΔV_N≠0 are met or not, and if the conditions are met, |
The value of M_N is reduced by a correction amount setting means that sets a real number M_N such that ΔV_N | and an addition means for calculating a correction value V_N'=(V_N+M_N) of the speed signal from the speed detection means using the M_N, and the correction value V_N' is used as the speed feedback of the control logic section. A control device for a digital servo control system, characterized in that it executes a control logical operation determined as a signal and outputs it as an operation signal for a driven body. 2. The correction amount setting means determines |ΔV at the time of using M_N in the addition means, based on the establishment from the determination means.
A real number M_N that satisfies the relationship _N | 2. The digital servo system control device according to claim 1, wherein the value of M_N is updated by decreasing the value of M_N. 3. The correction amount setting means determines |ΔV at the time of using M_N in the addition means, based on the establishment from the determination means.
Set a real number α_N that satisfies the conditions of _N|>|α_N| and ΔV_N×α_N<0, and set M
2. The control device for a digital servo control system according to claim 1, wherein in addition to _N, a new M_N=M_N+α_N is set. 4. The correction amount setting means determines that the real value set to M_N is |M at the time of calculating the correction value V_N' of the speed signal V_N
A digital servo system control device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that it is predetermined and set such that _N|<1. 5. The correction amount updating means executes the calculation M_N×α→M_N where (0<α<1) in order to monotonically decrease the absolute value of M_N. Described in any of Section 3. Digital servo system control device. 6. The digital servo system control device according to claim 5, wherein the remainder α in the correction amount updating means is set to α=1/2n, where n is a natural number.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5245186A JPS62210515A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Digital servo system controller |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5245186A JPS62210515A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Digital servo system controller |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62210515A true JPS62210515A (en) | 1987-09-16 |
Family
ID=12915087
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5245186A Pending JPS62210515A (en) | 1986-03-12 | 1986-03-12 | Digital servo system controller |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62210515A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03102504A (en) * | 1989-09-18 | 1991-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Digital controller |
KR100698503B1 (en) | 2005-01-21 | 2007-03-21 | 주식회사 여의시스템 | A motor-controlling device using a microprocessor and a method therefor |
WO2009001487A1 (en) * | 2007-06-27 | 2008-12-31 | Tamagawa Seiki Co., Ltd. | Analog angle sensor accuracy adjustment program, adjustment method, recording medium, and servo driver |
-
1986
- 1986-03-12 JP JP5245186A patent/JPS62210515A/en active Pending
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03102504A (en) * | 1989-09-18 | 1991-04-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Digital controller |
KR100698503B1 (en) | 2005-01-21 | 2007-03-21 | 주식회사 여의시스템 | A motor-controlling device using a microprocessor and a method therefor |
WO2009001487A1 (en) * | 2007-06-27 | 2008-12-31 | Tamagawa Seiki Co., Ltd. | Analog angle sensor accuracy adjustment program, adjustment method, recording medium, and servo driver |
JP2009008515A (en) * | 2007-06-27 | 2009-01-15 | Tamagawa Seiki Co Ltd | Analog angle sensor accuracy correcting program, correction method, recording medium, and servo driver |
US8364432B2 (en) | 2007-06-27 | 2013-01-29 | Tamagawa Seiki Co., Ltd. | Analog angle sensor accuracy correction program correction method, recording medium, and servo driver |
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