JPH0475113A - Controller - Google Patents
ControllerInfo
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- JPH0475113A JPH0475113A JP18922890A JP18922890A JPH0475113A JP H0475113 A JPH0475113 A JP H0475113A JP 18922890 A JP18922890 A JP 18922890A JP 18922890 A JP18922890 A JP 18922890A JP H0475113 A JPH0475113 A JP H0475113A
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- Feedback Control In General (AREA)
- Control Of Position Or Direction (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、産業用ロボットやNC工作機械等の制御対象
の動作を制御する制御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a control device that controls the operation of a controlled object such as an industrial robot or an NC machine tool.
従来、この種の制御装置は位置決めサーボ系を用いて指
令信号により制御対象の動作を制御している。また、他
の制御装置としては位置決めサーボ系において、指令信
号に対応した信号で制御対象の指令信号に対する応答遅
れを補償するフィードフォワードループを追加した方式
があり、さらに位置決めサーボ系において、ゲインを高
くして制御対象の指令信号に対する応答遅れを小さくす
る(補償する)方式がある。Conventionally, this type of control device uses a positioning servo system to control the operation of a controlled object using command signals. In addition, as another control device, there is a system in which a feedforward loop is added to the positioning servo system to compensate for the delay in response to the command signal of the controlled object using a signal corresponding to the command signal. There is a method of reducing (compensating) the response delay of the controlled object to the command signal.
上記位置決めサーボ系では第4図に示すように指令信号
(目標位置指令)■に対する制御対象の応答■が指数関
数的となり、つまり制御対象の位置が目標位置に近づく
に従ってゆるやかに変化し、制御対象が目標位置に一致
する、即ち収束するのに非常に長い時間がかかってタク
トの短縮が困難になる。また、位置決めサーボ系にフィ
ードフォワードループを追加した方式や、位置決めサー
ボ系のゲインを高くした方式では制御対象に無理がかか
り、弾性等によるオーバーシュートを引き起こすという
欠点がある。In the above positioning servo system, as shown in Figure 4, the response of the controlled object to the command signal (target position command) is exponential, that is, as the position of the controlled object approaches the target position, it changes gradually. It takes a very long time to match the target position, that is, to converge, making it difficult to shorten the takt time. Furthermore, a method in which a feedforward loop is added to the positioning servo system or a method in which the gain of the positioning servo system is increased has the drawback that strain is placed on the controlled object, causing overshoot due to elasticity or the like.
本発明は上記欠点を改善し、制御対象の動作制御を安定
に、かつ高い応答性で行うことができる制御装置を提供
することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a control device that can improve the above drawbacks and control the operation of a controlled object stably and with high responsiveness.
上記目的を達成するため、本発明は
制御対象に所望の動作を実行させるための指令信号を発
生する指令発生手段と、
上記指令信号により実際に動作する上記$Jtll対象
に対する検出信号と上記指令信号との偏差量を求め、こ
の偏差量に応じて上記検出信号が上記指令信号に追従す
るように上記制御対象に信号を出力する制御手段と。In order to achieve the above object, the present invention provides a command generating means for generating a command signal for causing a controlled object to perform a desired operation, and a detection signal and the above command signal for the $Jtll object that actually operates according to the command signal. and control means for determining a deviation amount from the control object and outputting a signal to the controlled object in accordance with the deviation amount so that the detection signal follows the command signal.
上記偏差量を補償するため、上記偏差量に対応する修正
信号を上記制御手段に出力する可変ゲイン手段と。variable gain means for outputting a correction signal corresponding to the deviation amount to the control means in order to compensate for the deviation amount;
上記指令信号及び上記検出信号に基づいて上記可変ゲイ
ン手段を作動させるかどうかを決定する信号を上記可変
ゲイン手段に出力するエリア制御手段と
を具備するものである。and area control means for outputting a signal to the variable gain means for determining whether or not to operate the variable gain means based on the command signal and the detection signal.
指令発生手段が指令信号を発生し、制御手段が制御対象
に対する検出信号と上記指令信号との偏差量を求めてこ
の偏差量に応じて上記検出信号が上記指令信号に追従す
るように制御対象に信号を出力する。そして、可変ゲイ
ン手段が上記偏差量に対応する修正信号を上記制御手段
に出力し、エリア制御手段が上記指令信号及び上記検出
信号に基づいて可変ゲイン手段を作動させるかどうかを
決定する信号を可変ゲイン手段に出力する。The command generation means generates a command signal, the control means determines the amount of deviation between the detection signal for the controlled object and the said command signal, and applies the control means to the controlled object so that the said detection signal follows the said command signal according to this deviation amount. Output a signal. The variable gain means outputs a correction signal corresponding to the deviation amount to the control means, and the area control means varies a signal for determining whether to operate the variable gain means based on the command signal and the detection signal. Output to gain means.
第1図は本発明の一実施例を示す。 FIG. 1 shows an embodiment of the invention.
指令発生手段11は制御対象12.13に所望の動作を
実行させるための指令信号a、b(目標位置信号Cは指
令信号aと同じ信号)を発生する。この実施例では指令
発生手段11は制御対象の機構系13を構成しているロ
ボットのアームに所望の動作を実行させるために、位置
指令信号aと速度指令信号すを発生する。The command generating means 11 generates command signals a and b (the target position signal C is the same signal as the command signal a) for causing the controlled object 12.13 to execute a desired operation. In this embodiment, the command generating means 11 generates a position command signal a and a speed command signal S in order to cause the arm of the robot constituting the mechanical system 13 to be controlled to execute a desired operation.
位置決め制御手段14は指令発生手段11からの指令信
号a、bと、この指令信号a、bにより実際に動作する
制御対象12.13の位置と速度とを検出する検出手段
からの検出信号e、fとの偏差量を求め、この偏差量に
応じて検出信号e、fが指令信号a、bに追従するよう
に制御対象12.13に信号を出力する制御手段である
。この実施例ではアクチュエータ12はサーボモータに
より構成されてこのサーボモータにパルスジェネレータ
を検出手段として設けたものであり、このパルスジェネ
レータがサーボモータの軸位置及び軸速度を検出してア
クチュエータ軸位置信号f及びアクチュエータ軸速度信
号eを出力している。なお、制御対象の機構系13の位
置を位置検出用センサにより検出し、この位置検出用セ
ンサからの検出信号をアクチュエータ軸位置信号fの代
りに用いるようにしてもよい。また、位置決め制御手段
14はフィードフォワード手段15.位置制御手段16
及び速度制御手段17を有し、このフィードフォワード
手段157位置制御手段16及び速度制御手段17の各
ゲインF、に、Gはそれぞれ可変ゲイン手段18により
通常ゲインと高ゲインとのいずれかに制御される。位置
制御手段16は指令発生手段11からの位置指令信号a
より上記パルスジェネレータからのアクチュエータ軸位
置信号fを減算してその偏差量dをゲインにで増幅する
。速度#御手段17は指令発生手段11からフィードフ
ォワード手段15を介して与えられる速度指令信号すよ
り上記パルスジェネレータからのアクチュエータ軸速度
信号eを減算してその偏差量と位置制御手段16の出力
信号とを加算し、ゲインGで増幅してアクチュエータ1
2に出力する。フィードフォワード手段15は速度指令
信号すに対する制御対象12.13の応答遅れが無くな
るように指令発生手段11からの速度指令信号すをゲイ
ンFで増幅して速度制御手段17へ与える。The positioning control means 14 receives command signals a and b from the command generation means 11, and a detection signal e from a detection means for detecting the position and speed of a controlled object 12.13 that actually operates based on the command signals a and b. It is a control means that calculates the amount of deviation from f and outputs a signal to the controlled objects 12 and 13 so that the detection signals e and f follow the command signals a and b according to this deviation amount. In this embodiment, the actuator 12 is constituted by a servo motor, and this servo motor is provided with a pulse generator as a detection means, and this pulse generator detects the shaft position and shaft speed of the servo motor and generates an actuator shaft position signal f. and outputs an actuator shaft speed signal e. Note that the position of the mechanical system 13 to be controlled may be detected by a position detection sensor, and the detection signal from this position detection sensor may be used instead of the actuator shaft position signal f. Further, the positioning control means 14 includes feed forward means 15. Position control means 16
and speed control means 17, and each gain F, G of the feedforward means 157, position control means 16 and speed control means 17 is controlled to either normal gain or high gain by variable gain means 18. Ru. The position control means 16 receives the position command signal a from the command generation means 11.
Then, the actuator shaft position signal f from the pulse generator is subtracted, and the deviation amount d is amplified by a gain. The speed # control means 17 subtracts the actuator shaft speed signal e from the pulse generator from the speed command signal given from the command generation means 11 via the feedforward means 15, and calculates the deviation amount and the output signal of the position control means 16. and amplified by gain G to actuator 1.
Output to 2. The feedforward means 15 amplifies the speed command signal S from the command generating means 11 with a gain F so as to eliminate a delay in response of the controlled object 12, 13 to the speed command signal S, and supplies the amplified speed command signal S to the speed control means 17.
アクチュエータ12は上述のようにサーボモータとパル
スジェネレータとで構成され、サーボモータが位置制御
手段I6の出力信号により駆動されて制御対象の機構系
13を目標位置へ移動させる。As described above, the actuator 12 is composed of a servo motor and a pulse generator, and the servo motor is driven by the output signal of the position control means I6 to move the mechanical system 13 to be controlled to the target position.
駆動系13は減速器とロボットのアームとで構成され、
アクチュエータ12の出力が減速器で減速されてロボッ
トのアームに伝達される。The drive system 13 is composed of a decelerator and a robot arm,
The output of the actuator 12 is decelerated by a decelerator and transmitted to the arm of the robot.
可変ゲイン手段18は上記偏差量を補償するために、即
ち、制御対象12.13を指令信号a、bに対して制御
応答遅れがないように追従させるために、位置決め制御
手段14に上記偏差量に対応する修正信号を出力する。The variable gain means 18 adjusts the deviation amount to the positioning control means 14 in order to compensate for the deviation amount, that is, to make the controlled object 12.13 follow the command signals a and b without delay in control response. Outputs a correction signal corresponding to.
この実施例では可変ゲイン手段18は位置決め制御手段
14におけるフィードフォワード手段152位置制御手
段16及び速度制御手段17の各ゲインを通常ゲインか
ら高ゲインに変化させるための信号を修正信号として出
力する。ここで、通常ゲインとは制御対象の目標が変化
した場合に制御系が安定して応答できるようなゲインで
あり、具体的にはロボットのアームをある位置に移動さ
せて停止させるのにロボットのアームが安定して、即ち
振動を起こさずに目標位置に停止するようなゲインであ
る。この通常ゲインでは制御対象の応答が遅れる。高ゲ
インとは制御対象の応答遅れを向上させることができる
ようなゲインであり、高ゲインではロボットのアームの
振動の問題が発生して不安定な制御となる。In this embodiment, the variable gain means 18 outputs a signal for changing each gain of the feedforward means 152, position control means 16, and speed control means 17 in the positioning control means 14 from a normal gain to a high gain as a correction signal. Here, the normal gain is a gain that allows the control system to respond stably when the target of the controlled object changes. The gain is such that the arm stably stops at the target position, that is, without causing vibration. With this normal gain, the response of the controlled object is delayed. A high gain is a gain that can improve the response delay of the controlled object, and a high gain causes the problem of vibration of the robot arm, resulting in unstable control.
エリア制限手段19は上記指令信号C及び上記パルスジ
ェネレータからのアクチュエータ軸位置信号f及びアク
チュエータ軸速度信号eに基づいて可変ゲイン手段18
を作動させるかどうかを決定する信号を可変ゲイン手段
18に出力する。この実施例ではエリア制限手段19は
予めエリア制限信号g。The area limiting means 19 is configured to control the variable gain means 18 based on the command signal C, the actuator shaft position signal f and the actuator shaft speed signal e from the pulse generator.
A signal determining whether or not to operate is outputted to the variable gain means 18. In this embodiment, the area limiting means 19 receives the area limiting signal g in advance.
速度制限信号り及び位置に関する許容範囲を示す値Eが
設定されている。そして、エリア制限手段19は指令発
生手段11からの目標位置信号Cとパルスジェネレータ
からのアクチュエータ軸位置信号fとの差の絶対値1c
−flを求めてこの絶対値c−flをエリア制限信号g
と比較し、また、パルスジェネレータからのアクチュエ
ータ軸速度信号eの絶対値letと速度制限信号りとを
比較する。A value E indicating an allowable range regarding the speed limit signal and position is set. Then, the area limiting means 19 determines the absolute value 1c of the difference between the target position signal C from the command generating means 11 and the actuator shaft position signal f from the pulse generator.
−fl, and convert this absolute value c−fl into the area limit signal g.
Also, the absolute value let of the actuator shaft speed signal e from the pulse generator is compared with the speed limit signal.
エリア制限手段19は後述するように第2図のフローチ
ャートに示す条件を満足した場合には可変ゲイン手段1
8を作動させる信号、即ち、フィードフォワード手段1
5.位置制御手段I6及び速度制御手段17の各ゲイン
を通常ゲインから高ゲインに変えることが可能になるよ
うな信号を可変ゲイン手段18に出力する。このエリア
制限手段19の出力信号はフィードフォワード手段15
2位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲインを
通常ゲインから高ゲインに変える信号ではなく、フィー
ドフォワード手段152位置制御手段16及び速度制御
手段17の各ゲインを通常ゲインから高ゲインに変える
のは可変ゲイン手段18で判断する。また、エリア制限
手段19はフィードフォワード手段152位置制御手段
16及び速度制御手段17の各ゲインを通常ゲインから
高ゲインに変えた後には、目標位置信号Cとアクチュエ
ータ軸位置信号fとの差の絶対値1cmflを、エリア
制限信号gより小さな値Eと比較し、目標位置信号Cと
アクチュエータ軸位置信号fとの差の絶対値l c −
f lがεより小さい場合にはエリア制限手段19に信
号を出力してフィードフォワード手段15.位置制御手
段1日及び速度制御手段17の各ゲインを通常ゲインに
変化させる。As will be described later, when the conditions shown in the flowchart of FIG. 2 are satisfied, the area limiting means 19
8, i.e. the feedforward means 1
5. A signal is output to the variable gain means 18 that enables each gain of the position control means I6 and the speed control means 17 to be changed from a normal gain to a high gain. The output signal of this area limiting means 19 is transmitted to the feedforward means 15.
2. Instead of a signal for changing each gain of the position control means 16 and speed control means 17 from a normal gain to a high gain, a signal for changing each gain of the feed forward means 152 and a position control means 16 and speed control means 17 from a normal gain to a high gain is used. is determined by the variable gain means 18. Furthermore, after changing the gains of the feedforward means 152, position control means 16, and speed control means 17 from the normal gain to the high gain, the area limiting means 19 determines the absolute difference between the target position signal C and the actuator shaft position signal f. The value 1 cmfl is compared with a value E smaller than the area limit signal g, and the absolute value of the difference between the target position signal C and the actuator shaft position signal f is determined.
If f l is smaller than ε, a signal is output to the area limiting means 19 and the feedforward means 15. The gains of the position control means 1 and speed control means 17 are changed to normal gains.
なお、図示してないが、各手段の動作の開始・停止及び
信号の流れを指示する演算制御装置が設けられている。Although not shown, an arithmetic control device is provided which instructs the start and stop of the operation of each means and the flow of signals.
この実施例は通常の位置決め制御装置のように指令発生
手段119位置決め制御手段14.アクチュエータ12
の他に可変ゲイン手段18を持ち、さらにエリア制限手
段19を設けたことを特徴とするものであり、次にその
動作を説明する。This embodiment has a command generating means 119, a positioning control means 14. Actuator 12
In addition, the device is characterized by having a variable gain means 18 and further provided with an area limiting means 19, and its operation will be explained next.
指令発生手段11が指令信号a、bを発生してこの指令
信号a、bにより位置決め制御手段14が制御信号を作
り、この制御信号がアクチュエータ12に入力されてロ
ボットのアームの位置決め動作が行われる。このとき、
エリア制限手段19は指令発生手段11からの目標位置
信号Cとパルスジェネレータからのアクチュエータ軸位
置信号f及びアクチュエータ軸速度信号eとが入力され
、第2図に示すように目標位置信号Cとパルスジェネレ
ータからのアクチュエータ軸位置信号fとの差の絶対値
1c−flを求めてこの絶対値(c−flをエリア制限
信号gと比較する。そして、エリア制限手段19は1c
−fl>gならば可変ゲイン手段]8に対して停止信号
を出力してフィードフォワード手段15゜位置制御手段
I6及び速度制御手段17の各ゲインを通常ゲインに変
化させる。通常、可変ゲイン手段18はフィードフォワ
ード手段159位置制御手段16及び速度制御手段17
の各ゲインを通常ゲインに設定しているので、位置決め
制御手段14はそのまま制御動作を行う。また、エリア
制限手段19はパルスジェネレータからのアクチュエー
タ軸速度信号eの絶対値+e+と速度制限信号りとを比
較し、e l ) hならば可変ゲイン手段I8に対し
て停止信号を出力してフィードフォワード手段15.位
置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲインを通常
ゲインに変化させる。ここに、速度制限信号りは制御対
象12.13の慣性エネルギーが十分に小さくなったか
どうかを判断するための値であり、エリア制限手段19
はtel>hならば制御対象12.13の慣性エネルギ
ーが十分にlJXさくなったと判断してフィードフォワ
ード手段159位置制御手段16及び速度制御手段17
の各ゲインを通常ゲインに変化させることになる。エリ
ア制限手段19はIC−115gで、かつlel≦hで
あれば可変ゲイン手段18への停止信号を解除して可変
ゲイン手段18をオンさせる。このとき、可変ゲイン手
段18はパルスジェネレータからのアクチュエータ軸速
度信号eを微分してその微分信号d′と位置決め制御手
段14からの位置偏差信号dとの積d−cl’を算出す
る。そして、可変ゲイン手段18はこのd−d’がOか
どうかを判断してd−d’≧Oならばフィードフォワー
ド手段15.位置制御手段16及び速度制御手段17の
各ゲインを通常ゲインに変化させ、cl−d’<Oなら
ばフィードフォワード手段151位置制御手段16及び
速度制御手段17の各ゲインを通常ゲインより高い高ゲ
インに変化させる。また、d−d’<Oならば制御対象
12.13が減速域に入ったことになり。The command generating means 11 generates command signals a and b, and the positioning control means 14 generates a control signal based on the command signals a and b, and this control signal is input to the actuator 12 to perform a positioning operation of the arm of the robot. . At this time,
The area limiting means 19 receives the target position signal C from the command generating means 11, the actuator shaft position signal f and the actuator shaft speed signal e from the pulse generator, and as shown in FIG. The absolute value 1c-fl of the difference with the actuator shaft position signal f from
-fl>g, a stop signal is output to the variable gain means] 8 to change the gains of the feedforward means 15, the position control means I6, and the speed control means 17 to normal gains. Typically, the variable gain means 18 includes a feed forward means 159, a position control means 16 and a speed control means 17.
Since each gain is set to the normal gain, the positioning control means 14 performs the control operation as is. Further, the area limiting means 19 compares the absolute value +e+ of the actuator shaft speed signal e from the pulse generator with the speed limit signal ri, and if e l ) h, outputs a stop signal to the variable gain means I8 to feed Forward means 15. Each gain of the position control means 16 and speed control means 17 is changed to a normal gain. Here, the speed limit signal is a value for determining whether the inertial energy of the controlled object 12.13 has become sufficiently small, and the speed limit signal
If tel>h, it is determined that the inertial energy of the controlled object 12.13 has become sufficiently lJX, and the feedforward means 159, position control means 16, and speed control means 17
This means that each gain of is changed to the normal gain. The area limiting means 19 is IC-115g, and if lel≦h, cancels the stop signal to the variable gain means 18 and turns on the variable gain means 18. At this time, the variable gain means 18 differentiates the actuator shaft speed signal e from the pulse generator and calculates the product d-cl' of the differential signal d' and the position deviation signal d from the positioning control means 14. Then, the variable gain means 18 determines whether this dd' is O or not, and if dd'≧O, the feed forward means 15. The gains of the position control means 16 and the speed control means 17 are changed to normal gains, and if cl-d'<O, the gains of the feedforward means 151, the position control means 16 and the speed control means 17 are changed to high gains higher than the normal gains. change to Furthermore, if dd'<O, the controlled object 12.13 has entered the deceleration region.
エリア制限手段19は目標位置信号Cとパルスジェネレ
ータからのアクチュエータ軸位置信号fとの差の絶対値
1cmflを求めてこの絶対値1c−fをEと比較する
。ここに、Eは制御対象+2,13が目標位置に来たか
どうかを判断するための値である。エリア制限手段19
は1c−fl≧さならばそのままであるが、1cmfl
<εになれば制御対象12゜13が目標位置に来たと判
断してエリア制限手段19に停止信号を出力することに
よりフィードフォワード手段152位置制御手段16及
び速度制御手段17の各ゲインを通常ゲインに変化させ
る。The area limiting means 19 determines the absolute value 1 cmfl of the difference between the target position signal C and the actuator shaft position signal f from the pulse generator, and compares this absolute value 1c-f with E. Here, E is a value for determining whether the controlled objects +2 and 13 have reached the target position. Area restriction means 19
If 1c-fl≧, it remains the same, but 1cmfl
<ε, it is determined that the controlled object 12° 13 has reached the target position, and a stop signal is output to the area limiting means 19, thereby changing the gains of the feedforward means 152, position control means 16, and speed control means 17 to normal gains. change to
このように、本実施例では原則的にはフィードフォワー
ド手段15.位置制御手段16及び速度制御手段17の
各ゲインを通常ゲインに設定して制御対象12.13の
制御を安定して行い、制御対象12.13が目標位置に
収束するときにもフィードフォワード手段152位置制
御手段16及び速度制御手段17の各ゲインを通常ゲイ
ンに設定して制御対象12.13を目標位置に短時間で
収束させる。また、制御対象12.13の慣性エネルギ
ーが十分に小さくなったときにフィードフォワード手段
159位置制御手段16及び速度制御手段17の各ゲイ
ンを高ゲインに変えるので、制御対象12.13の慣性
エネルギーが太きい状態で制御対象12.13に無理を
強いるようなことがなく、かつ応答性を高めてタクトを
短くすることができる。即ち、可変ゲイン手段18の持
つ高速性を有しつつ、制御対象に無理がかからないよう
にエリア制限手段19によって制御対象12.13の慣
性エネルギーに制限を付加することで、制御対象12.
13に無理をかけずに応答性を高めてタクトを短くする
ことができる。また、2次元、3次元に置かれた軌道を
検出装置により検出しながらその軌道に沿って制御対象
を移動させるようにした場合には軌道からのズレを補正
するときの応答性がよくなるので、制御対象の軌跡精度
が向上する。As described above, in this embodiment, in principle, the feedforward means 15. The gains of the position control means 16 and speed control means 17 are set to normal gains to stably control the controlled object 12.13, and even when the controlled object 12.13 converges to the target position, the feedforward means 152 The respective gains of the position control means 16 and the speed control means 17 are set to normal gains, and the controlled objects 12 and 13 are converged to the target position in a short time. Furthermore, when the inertial energy of the controlled object 12.13 becomes sufficiently small, the gains of the feed forward means 159, the position control means 16, and the speed control means 17 are changed to high gains, so that the inertial energy of the controlled object 12.13 is reduced. There is no need to force the controlled objects 12 and 13 in the thick state, and the response can be improved and the tact can be shortened. That is, while maintaining the high speed of the variable gain means 18, by adding a limit to the inertial energy of the controlled object 12.13 by the area limiting means 19 so as not to put strain on the controlled object,
It is possible to improve the responsiveness and shorten the takt time without putting too much stress on the 13. Additionally, if a detection device detects a two-dimensional or three-dimensional trajectory and moves the controlled object along that trajectory, the responsiveness when correcting deviations from the trajectory will improve. The accuracy of the trajectory of the controlled object is improved.
第3図(a)(b)は上記実施例と従来装置の応答特性
を示す。FIGS. 3(a) and 3(b) show the response characteristics of the above embodiment and the conventional device.
従来の位置決めサーボ系では第3図の特性曲線■、■に
示すように目標位置信号■及び目標速度信号■に対する
制御対象の制御位置及び制御速度の応答が悪く、また、
従来の位置決めサーボ系にフィードフォワードループを
追加した方式や、位置決めサーボ系のゲインを高くした
方式では第3図の特性曲線(”l、(l:に示すように
制御対象の慣性エネルギーによってオーバーシュートが
生しやすい。これに対して上記実施例ではエリア制限手
段19を設けたことにより、第3図の特性曲線(正、■
)に示すように目標位置信号■及び目標位置信号俣に対
する制御対象の制御位置及び制御速度の応答性を無理な
く高めることができてオーバーシュートをなくすことが
できる。In the conventional positioning servo system, the response of the control position and control speed of the controlled object to the target position signal ■ and target speed signal ■ is poor, as shown in the characteristic curves ■ and ■ in FIG.
In a method in which a feedforward loop is added to the conventional positioning servo system, or in a method in which the gain of the positioning servo system is increased, overshoot occurs due to the inertial energy of the controlled object, as shown in the characteristic curves ("l, (l)" in Figure 3. In contrast, in the above embodiment, by providing the area limiting means 19, the characteristic curve (positive,
), the responsiveness of the control position and control speed of the controlled object to the target position signal (2) and the target position signal range can be reasonably increased, and overshoot can be eliminated.
なお、上記実施例ではアクチュエータ12に検品手段と
してパルスジェネレータを設けたが、パルスジェネレー
タ以外の検出手段を用いてもよい。In the above embodiment, the actuator 12 is provided with a pulse generator as an inspection means, but a detection means other than the pulse generator may be used.
また、上記実施例はロボットのアームを制御する例であ
るが、NC工作機械の位置決めや加工工具の位置決め等
を行う場合に本発明を適用してもよい。Further, although the above embodiment is an example of controlling the arm of a robot, the present invention may be applied to positioning of an NC machine tool, positioning of a processing tool, etc.
以上のように本発明によれば
制御対象に所望の動作を実行させるための指令信号を発
生する指令発生手段と。As described above, according to the present invention, there is provided a command generating means for generating a command signal for causing a controlled object to perform a desired operation.
上記指令信号により実際に動作する上記制御対象に対す
る検出信号と上記指令信号との偏差量を求め、この偏差
量に応じて上記検出信号が上記指令信号に追従するよう
に上記制御対象に信号を出力する制御手段と。The amount of deviation between the detection signal for the control object that actually operates according to the command signal and the command signal is determined, and a signal is output to the control object so that the detection signal follows the command signal according to the deviation amount. and control means to do so.
上記偏差量を補償するため、上記偏差量に対応する修正
信号を上記制御手段に出力する可変ゲイン手段と、
上記指令信号及び上記検出信号に基づいて上記可変ゲイ
ン手段を作動させるかどうかを決定する信号を上記可変
ゲイン手段に出力するエリア制御手段と
を具備するので、可変ゲイン手段の持つ高速性を有しつ
つ、制御対象に無理がかからないようにエリア制限手段
によって制御対象の慣性エネルギーに制限を付加するこ
とで、制御対象に無理をかけずに応答性を高めることが
でき、制御対象の動作制御を安定に、かつ高い応答性で
行うことができる。In order to compensate for the deviation amount, variable gain means outputs a correction signal corresponding to the deviation amount to the control means, and it is determined whether or not to operate the variable gain means based on the command signal and the detection signal. Since it is equipped with an area control means for outputting a signal to the variable gain means, the inertial energy of the controlled object is limited by the area limiting means so as not to put strain on the controlled object while maintaining the high speed of the variable gain means. By adding this, it is possible to improve the responsiveness without putting any strain on the controlled object, and the operation of the controlled object can be controlled stably and with high responsiveness.
第1図は本発明の一実施例を示すブロック図。
第2図は同実施例における可変ゲイン手段及びエリア制
限手段の処理フローを示すフローチャート、第3図(a
)(b)は上記実施例と従来装置の応答特性を示す特性
曲線図、第4図は従来装置を説明するための特性曲線図
である。
11・・・指令発生手段、12.13・・・制御対象、
14・・・位置決め制御手段、18・・・可変ゲイン手
段、19・・・エリア制限手段。
もσ
回
率4
図FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart showing the processing flow of the variable gain means and area limiting means in the same embodiment, and FIG.
)(b) is a characteristic curve diagram showing the response characteristics of the above embodiment and the conventional device, and FIG. 4 is a characteristic curve diagram for explaining the conventional device. 11... Command generating means, 12.13... Controlled object,
14... Positioning control means, 18... Variable gain means, 19... Area limiting means. Also σ Frequency 4 Figure
Claims (1)
生する指令発生手段と、 上記指令信号により実際に動作する上記制御対象に対す
る検出信号と上記指令信号との偏差量を求め、この偏差
量に応じて上記検出信号が上記指令信号に追従するよう
に上記制御対象に信号を出力する制御手段と、 上記偏差量を補償するため、上記偏差量に対応する修正
信号を上記制御手段に出力する可変ゲイン手段と、 上記指令信号及び上記検出信号に基づいて上記可変ゲイ
ン手段を作動させるかどうかを決定する信号を上記可変
ゲイン手段に出力するエリア制御手段と を具備することを特徴とする制御装置。[Scope of Claims] Command generation means for generating a command signal for causing a controlled object to perform a desired operation; a control means for outputting a signal to the controlled object so that the detection signal follows the command signal according to the deviation amount, and a correction signal corresponding to the deviation amount to compensate for the deviation amount. variable gain means for outputting to the control means; and area control means for outputting to the variable gain means a signal for determining whether to operate the variable gain means based on the command signal and the detection signal. Characteristic control device.
Priority Applications (1)
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JPH0792702B2 JPH0792702B2 (en) | 1995-10-09 |
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JPH0792702B2 (en) | 1995-10-09 |
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