发明名称 定位伺服控制器
摘要 本发明的技术课题是提供一种只要调整其调整增益就可以将定位状态调整到最佳化的定位伺服控制器。本发明之定位伺服控制器系具备有:将第1前馈补偿量加到位置偏差的数值当作速度指令之速度前馈控制手段(22);及将第1前馈补偿量微分后的数值放大所获得的第2前馈补偿量加起到速度偏差的数值作为加速度指令之加速度前馈控制手段(23):及将加速度偏差作为扭力指令,并依据该扭力指令驱动控制对象之扭力放大器(3)之定位伺服控制器,并将第1前馈增益与第2前馈增益的数值当作以调整增益的数值为因数的函数值。
申请公布号 TW502141 申请公布日期 2002.09.11
申请号 TW090111477 申请日期 2001.05.14
申请人 安川电机股份有限公司 发明人 富田浩治
分类号 G05D3/12 主分类号 G05D3/12
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼
主权项 1.一种定位伺服控制器,系具备有:藉着位置回路增益将自上位装置所发出的位置指令与控制对象的位置的位置偏差放大并予以输出之位置控制装置;及利用第1前馈增益将前述位置指令微分过的数値放大所获得的第1前馈补偿量加到由前述位置控制装置输出的数値的数値当作速度指令之速度前馈控制装置;及利用速度回路增益将前述速度指令与前述控制对象的速度之速度偏差放大输出之速度控制装置;及利用第2前馈增益将前述第1前馈补偿量微分过的数値放大所获得的第2前馈补偿量加到由前述速度控制装置输出的数値的数値当作加速度指令之加速度前馈控制装置;及利用加速度回路增益将前述加速度指令与前述控制对象的加速度之加速度偏差放大后的数値当作扭力指令予以输出的加速度控制装置;及依据前述扭力指令驱动前述控制对象的扭力放大器之定位伺服控制器。2.一种定位伺服控制器,系具备有:藉着位置回路增益将自上位装置所发出的位置指令与控制对象的位置的位置偏差放大并予以输出之位置控制装置;及利用调整增益将自该位置控制装置输出之数値予以放大后当作速度指令输出之第1放大装置;及藉着将前述控制对象之位置微分用以求出前述控制对象之速度之微分装置;及藉着速度回路增益将前述速度指令与利用微分装置求出的控制对象的速度之速度偏差放大后输出的速度控制装置;及利用前述调整增益将自该速度控制装置输出的数値放大后作成扭力指令予以输出之第2放大装置;及依据前述扭力指令驱动前述控制对象之扭力放大器之定位伺服控制器。3.一种定位伺服控制器,系具备有:藉着位置回路增益将自上位装置所发出的位置指令与控制对象的位置的位置偏差放大并予以输出之位置控制装置;及及利用调整增益将自该位置控制装置输出之数値予以放大后当作速度指令输出之第1放大装置;及藉着将前述控制对象之位置微分用以求出前述控制对象之速度之微分装置;及将前述速度指令与藉着前述微分装置求出之控制对象的速度的速度偏差积分,并将其乘上回路积分增益的数値予以输出之积分装置;及利用前述调整增益将自前述积分装置输出的数値放大后输出之第2放大装置;及利用速度回路增益将来自前述第2放大装置输出的数値加到前述速度指令与藉着前述微分装置所求出之控制对象的速度的速度偏差的数値放大后输出之速度控制装置;及利用前述调整增益将自该速度控制装置输出的数値放大后当作扭力指令输出之第3放大装置;及依据前述扭力指令驱动前述控制对象之扭力放大器之定位伺服控制器。4.一种定位伺服控制器,系具备有:藉着位置回路增益将自上位装置所发出的位置指令与控制对象的位置的位置偏差放大并予以输出之位置控制装置;及及利用调整增益将自该位置控制装置输出之数値予以放大后当作速度指令输出之第1放大装置;及藉着将前述控制对象之位置微分用以求出前述控制对象之速度之微分装置;及将前述速度指令与藉着前述微分装置求出之控制对象的速度的速度偏差积分,并将其乘上回路积分增益的数値予以输出之积分装置;及利用前述调整增益将自前述积分装置输出的数値放大后输出之第2放大装置;及利用速度回路增益将自第2放大装置输的数値与前述控制对象的速度的偏差放大后输出之速度控制装置;及利用前述调整增益将自该速度控制装置输出的数値放大并且当作扭力指令输出之第3放大装置;及依据前述扭力指令驱动前述控制对象之扭力放大器之定位伺服控制器。5.一种定位伺服控制器,系具备有:藉着比例增益将自上位装置所发出的位置指令与控制对象的位置的位置偏差放大并予以输出之位置控制装置;及藉着调整增益的2次幂的数値将自前述位置控制装置所输出的数値放大予以输出的之第1放大装置;及将前述位置指令与控制对象之位置偏差微分的微分装置;及藉着微分增益将利用前述微分装置所求出的数値放大后予以输出之速度控制装置;及藉着前述调整增益将自该速度控制装置输出的数値放大输出之第2放大装置;及藉着把利用第1前馈增益将前述位置指令2次微分过的数値放大的数値、与利用第2前馈增益及前述调整增益将前述位置指令微分过的数値放大的数値加起来后所获得的数値输出之前馈控制装置;及分别将前述第1及第2放大装置、与前述前馈控制装置所输出之数値加起来的数値当作扭力指令后,并依据该扭力指令驱动前述控制对象之扭力放大器之定位伺服控制器。6.一种定位伺服控制器,系具备有:藉着比例增益将自上位装置所发出的位置指令与控制对象的位置的位置偏差放大并予以输出之位置控制装置;及藉着调整增益的2次幂的数値将自前述位置控制装置所输出的数値放大予以输出的之第1放大装置;及将前述位置指令与控制对象之位置偏差微分的微分装置;及藉着微分增益将利用前述微分装置所求出的数値放大后予以输出之速度控制装置;及藉着前述调整增益将自该速度控制装置输出的数値放大输出之第2放大装置;及将前述位置指令与控制对象的位置偏差积分之积分装置;及藉着积分增益将自前述积分装置所求得的数値放大后输出之积分控制装置;及藉着前述调整增益的3次幂的数値将自该积分控制装置所输出的数値放大后输出之第3放大装置;及藉着把利用第1前馈增益将前述位置指令2次微分过的数値放大的数値、与利用第2前馈增益及前述调整增益将前述位置指令微分过的数値放大的数値、与利用第3前馈增益及前述调整增益的2次幂将前述位置指令放大后的数値加起来后所获得的数値输出之前馈控制装置;及分别将前述第1.第2及第3放大装置、与前述前馈控制装置所输出之数値加起来的数値当作扭力指令后,并依据该扭力指令驱动前述控制对象之扭力放大器之定位伺服控制器。7.一种定位伺服控制器,系具备有:藉着比例增益将自上位装置所发出的位置指令与控制对象的位置的位置偏差放大并予以输出之位置控制装置;及藉着调整增益的2次幂的数値将自前述位置控制装置所输出的数値放大予以输出的之第1放大装置;及将前述位置指令与控制对象之位置偏差微分的微分装置;及藉着微分增益将利用前述微分装置所求出的数値放大后予以输出之速度控制装置;及藉着前述调整增益将自该速度控制装置输出的数値放大输出之第2放大装置;及将前述位置指令与控制对象的位置偏差积分之积分装置;及藉着积分增益将自前述积分装置所求得的数値放大后输出之积分控制装置;及藉着前述调整增益的3次幂的数値将自该积分控制装置所输出的数値放大后输出之第3放大装置;及将前述位置指令与控制对象的位置偏差2次微分之2次微分装置;及藉着加速度增益将自前述2次微分装置所求得的数値放大后输出之加速度控制装置;及藉着把利用第1前馈增益将前述位置指令2次微分过的数値放大的数値、与利用2前馈增益及前述调整增益放大的数値、与利用第3前馈增益及前述调整增益的2次幂将前述位置指令放大后的数値加起来后所获得的数値输出之前馈控制装置;及分别将前述第1.第2及第3放大装置、与前述加速度控制装置、与前述前馈控制装置所输出之数値加起来的数値当作扭力指令后,并依据该扭力指令驱动前述控制对象之扭力放大器之定位伺服控制器。8.一种定位伺服控制器,系具备有:藉着位置回路增益将自上位装置所发出的位置指令与控制对象的位置的位置偏差放大并予以输出之位置控制装置;及利用调整增益将自该位置控制装置输出之数値予以放大后输出之第1放大装置;及把利用第1前馈增益将前述位置指令微分过的数値放大所获得的第1前馈补偿量加到由前述放大装置输出的数値之数値当作速度指令之速度前馈控制装置;及利用速度回路增益将前述速度指令与前述控制对象的速度之速度偏差放大输出之速度控制装置;及利用前述调整增益将自该速度控制装置输出的数値放大后予以输出之第2放大装置;及把利用第2前馈增益将前述第1前馈补偿量微分过的数値放大所获得的第2前馈补偿量加到由前述第2放大装置输出的数値之数値当作加速度指令之加速度前馈控制装置;及利用加速度回路增益将前述加速度指令与前述控制对象的加速度之加速度偏差放大后当作扭力指令予以输出的加速度控制装置;及依据前述扭力指令驱动前述控制对象之扭力放大器之定位伺服控制器,其特征为前述第1前馈增益与前述第2前馈增益的数値系以调整增益的数値为因数的函数値。图式简单说明:第1图系显示第1个实施形态的定位伺服控制器的构造之控制方块图。第2图系简化第1图的控制方块图之控制方块图。第3图系简化第2图的控制方块图之控制方块图。第4图系显示本发明之一实施形态的定位伺服控制器的动作之图表。第5图系显示第2个实施形态之第1定位伺服控制器的构造之方块图。第6图系说明第5图之定位伺服控制器的动作用之极座标图。第7图系显示改变调整增益Kg的数値后响应特性变化的图表。第8图系显示第2个实施形态之第2定位伺服控制器的构造之方块图。第9图系显示第3个实施形态之第3定位伺服控制器的构造之方块图。第10图系显示第3个实施形态之第1定位伺服控制器的构造之方块图。第11图系说明第10图之定位伺服控制器的响应用之图表。第12图系说明在第10图之定位伺服控制器中外来干扰响应的动作用之极座标图。第13图系说明在第10图之定位伺服控制器中指令响应的动作用之极座标图。第14图系显示在第10图之定位伺服控制器,当改变调整增益Kg的数値后响应波形变化的图表。第15图系显示令前馈增益Kff1.Kff2为0的情况下之响应波形变化的图表。第16图系显示令前馈控制器10中的调整增益Kg为0的情况下之响应波形变化的图表。第17图系显示第3个实施形态之第2定位伺服控制器的构造之方块图。第18图系说明第17图之定位伺服控制器的响应用的图表。第19图系显示第3实施形态之第3定位伺服控制器的构造之方块图。第20图系说明第19图之定位伺服控制器的响应用之图表。第21图系显示使用传统的调整增益后前馈控制方式的定位伺服控制器的构造之控制方块图。第22图系第21图之控制方块图的等价方块图。第23图系显示包含控制对象为机械系统之第21图的定位伺服控制器的构造之方块图。第24图系显示当机械系统的刚性大的时候之位置指令及位置响应的变动图表。第25图系显示当机械系统的刚性小的时候之位置指令及位置响应的变动图表。第26图系显示当调整调整增益的数値时位置指令及位置响应的变动图表。第27图系显示当调整前馈增益时位置指令及位置响应的变动图表。第28图系显示调整定位至最佳状态后之位置指令及位置响应的变动图表。第29图系显示第4实施形态之定位伺服控制器的构造之控制方块图。第30图系显示传统的定位伺服控制器的构造之控制方块图。第31图系显示传统的定位伺服控制器的动作之图表。第32图系显示同时使用回馈控制方式与前馈控制方式之定位伺服控制器的构造之控制方块图。第33图系属于简化第32图之控制方块图之控制方块图。第34图系属于简化第33图之控制方块图之控制方块图。第35图系显示传统的定位伺服控制器的动作之图表。第36图系显示传统的定位伺服控制器的响应特性变化之图表。第37图系显示传统的定位伺服控制器的构造之方块图。第38图系显示传统之其他的定位伺服控制器的构造之方块图。第39图系针对第37图之传统的定位伺服控制器,作成可以利用调整增益Kg来调整增益之定位伺服控制器的构造之方块图。第40图系针对第38图之传统的定位伺服控制器,作成可以利用调整增益Kg来调整增益之定位伺服控制器的构造之方块图。第41图系说明第40图之定位伺服控制器的响应用之图表。
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