專利名稱：位置控制裝置的制作方法
(技術(shù)領(lǐng)域)本發(fā)明涉及位置控制裝置，該位置控制裝置具有補(bǔ)償機(jī)構(gòu)，該補(bǔ)償機(jī)構(gòu)用于在馬達(dá)驅(qū)動(dòng)控制對(duì)象而進(jìn)行位置控制時(shí)，抑制馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的振動(dòng)，本發(fā)明特別涉及位置控制裝置，該位置控制裝置可在低頻干擾較大的場(chǎng)合，在短時(shí)間、高精度地進(jìn)行定位。
(背景技術(shù))一般，在位置控制中，對(duì)安裝于伺服馬達(dá)上的編碼器等的位置信號(hào)進(jìn)行微分運(yùn)算，形成速度反饋信號(hào)而進(jìn)行速度控制，根據(jù)安裝于通過(guò)上述伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部上的線性標(biāo)尺等(或安裝于伺服馬達(dá)上的編碼器等)的位置檢測(cè)器給出的位置反饋信號(hào)而進(jìn)行位置控制。這樣的位置控制系統(tǒng)的方框圖如圖9所示。
在圖9中，標(biāo)號(hào)901表示位置控制部，標(biāo)號(hào)Kp表示位置控制增益，標(biāo)號(hào)902表示速度控制部，標(biāo)號(hào)903表示伺服馬達(dá)，標(biāo)號(hào)904表示機(jī)械活動(dòng)部。從由數(shù)值控制裝置輸出的位置指令yr中減去位置反饋信號(hào)yf，計(jì)算位置偏差ep，將該位置偏差ep與位置控制增益Kp相乘，計(jì)算速度指令vr。從該速度指令vr中減去速度反饋信號(hào)vf，計(jì)算速度偏差ev，根據(jù)該速度偏差ev，通過(guò)速度控制部902計(jì)算轉(zhuǎn)矩指令(電流指令)Tr，根據(jù)該轉(zhuǎn)矩指令Tr，驅(qū)動(dòng)伺服馬達(dá)903、機(jī)械活動(dòng)部904。
人們知道，根據(jù)安裝于通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部上的線性標(biāo)尺等的位置檢測(cè)器給出的信號(hào)而進(jìn)行位置控制的馬達(dá)的控制方式為閉環(huán)方式。但是，在馬達(dá)與機(jī)械活動(dòng)部的連接部的剛性較弱、處于彈性連接的狀態(tài)的場(chǎng)合，馬達(dá)與機(jī)械活動(dòng)部的運(yùn)動(dòng)不保持一致而產(chǎn)生振動(dòng)。在這樣的場(chǎng)合下，有要求采取降低環(huán)路增益，使環(huán)路保持穩(wěn)定，或不降低環(huán)路增益，根據(jù)機(jī)械活動(dòng)部位置、或機(jī)械活動(dòng)部速度，與馬達(dá)位置、或馬達(dá)速度，對(duì)轉(zhuǎn)矩指令值進(jìn)行補(bǔ)償，使環(huán)路保持穩(wěn)定等的方法。作為對(duì)轉(zhuǎn)矩指令值進(jìn)行補(bǔ)償而使環(huán)路保持穩(wěn)定的方法，例如有JP特開平3-110607號(hào)文獻(xiàn)。其根據(jù)機(jī)械活動(dòng)部速度與馬達(dá)速度之差，對(duì)轉(zhuǎn)矩指令值進(jìn)行補(bǔ)償，使環(huán)路保持穩(wěn)定。另外，在文獻(xiàn)等中還公開有下述方法，在該方法中，根據(jù)機(jī)械活動(dòng)部速度與馬達(dá)速度之差，對(duì)轉(zhuǎn)矩指令值進(jìn)行補(bǔ)償，使環(huán)路保持穩(wěn)定(例如“AC伺服系統(tǒng)的理論與設(shè)計(jì)的實(shí)際”杉本英彥編著 綜合電子出版社)
圖8為用于說(shuō)明對(duì)轉(zhuǎn)矩指令值進(jìn)行補(bǔ)償而使環(huán)路保持穩(wěn)定的已有的方法的方框圖。
在圖8中，標(biāo)號(hào)12表示位置控制部，該位置控制部輸入位置指令Pref與經(jīng)檢測(cè)的機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)Pfbl，輸出速度指令Vref，按照上述兩個(gè)輸入信號(hào)保持一致的方式對(duì)馬達(dá)的位置進(jìn)行控制，標(biāo)號(hào)13表示速度控制部，該速度控制部輸入速度指令Vref與經(jīng)運(yùn)算的馬達(dá)速度信號(hào)Vfbm，輸出轉(zhuǎn)矩指令Tref，按照上述兩個(gè)輸入信號(hào)保持一致的方式對(duì)馬達(dá)的速度進(jìn)行控制，標(biāo)號(hào)18表示速度運(yùn)算部，該速度運(yùn)算部接收作為馬達(dá)位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)的馬達(dá)位置信號(hào)Pfbm，對(duì)其進(jìn)行微分運(yùn)算，輸出上述馬達(dá)速度Vfbm，標(biāo)號(hào)32表示機(jī)械活動(dòng)部速度運(yùn)算部，其接收作為機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)的機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)Pfbl，對(duì)其進(jìn)行微分運(yùn)算，輸出機(jī)械活動(dòng)部速度Vfbl。標(biāo)號(hào)21表示減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從位置指令Pref中，扣除機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)Pfbl，輸出位置偏差，標(biāo)號(hào)22表示位置控制器，該位置控制器接收位置偏差，輸出速度指令Vref，標(biāo)號(hào)23表示減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從速度指令Vref中減去馬達(dá)速度Vfbm，輸出速度偏差，標(biāo)號(hào)24表示速度控制器，該速度控制器接收速度偏差，輸出轉(zhuǎn)矩指令Tref，標(biāo)號(hào)25表示減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器對(duì)機(jī)械活動(dòng)部速度信號(hào)Vfbl和馬達(dá)速度信號(hào)Vfbm之差進(jìn)行運(yùn)算，將其輸出，標(biāo)號(hào)28表示系數(shù)器，該系數(shù)器將作為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益的系數(shù)α與上述機(jī)械活動(dòng)速度信號(hào)Vfbl與馬達(dá)速度信號(hào)Vfbm之差相乘，輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，標(biāo)號(hào)31表示減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從轉(zhuǎn)矩指令中減去轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，輸出新的轉(zhuǎn)矩指令Tref。


圖10為適合采用位置控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。標(biāo)號(hào)100表示基座，標(biāo)號(hào)101表示圓頭螺釘，標(biāo)號(hào)102表示臺(tái)，標(biāo)號(hào)103表示伺服馬達(dá)，標(biāo)號(hào)104表示檢測(cè)臺(tái)的位置的線性標(biāo)尺，標(biāo)號(hào)105表示測(cè)定頭。伺服馬達(dá)103通過(guò)圓頭螺釘101驅(qū)動(dòng)臺(tái)102。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)與被驅(qū)動(dòng)體的非活動(dòng)部分均固定同一基座100上，該基座100設(shè)置于地面上。線性標(biāo)尺104的主體設(shè)置于基座100上，測(cè)定頭105安裝于臺(tái)102上。控制系統(tǒng)根據(jù)線性標(biāo)尺104給出的位置信號(hào)，對(duì)臺(tái)102的位置進(jìn)行控制。
近年來(lái)，在產(chǎn)業(yè)用機(jī)械中，實(shí)現(xiàn)高速的要求增加，為此，盡可能縮短(即盡可能地增加加(減)速度)加(減)速時(shí)間而發(fā)出指令。在基座100通過(guò)較低剛性的機(jī)構(gòu)設(shè)置于地面上的場(chǎng)合，當(dāng)以較大的加(減)速度驅(qū)動(dòng)臺(tái)102時(shí)，基座100接收其加(減)速的反力，產(chǎn)生較大振動(dòng)。對(duì)于控制系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，基座100的振動(dòng)變?yōu)槲恢眯盘?hào)的干擾信號(hào)。并且，伺服馬達(dá)103與臺(tái)102之間的連接機(jī)構(gòu)的剛性越低，基座100的振動(dòng)對(duì)定位的影響越大。
但是上述圖9的已有技術(shù)具有下述較大的缺點(diǎn)，即在具有較大的低頻干擾的場(chǎng)合，不能夠在短時(shí)間、高精度地實(shí)現(xiàn)定位。上述圖8的已有技術(shù)具有下述問題，即在具有低頻的干擾、產(chǎn)生微小振動(dòng)的場(chǎng)合，振動(dòng)的相位不一致，不能夠抑制干擾，使靈敏度變差。另外，由于速度信號(hào)根據(jù)位置信號(hào)來(lái)運(yùn)算，故具有下述問題，即在微小振動(dòng)的場(chǎng)合，轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)無(wú)法獲得充分的分辨率，不能夠使環(huán)路保持穩(wěn)定。例如由于速度信號(hào)根據(jù)位置信號(hào)的微分運(yùn)算而計(jì)算，故在位置信號(hào)按照數(shù)個(gè)脈沖振動(dòng)的場(chǎng)合，速度信號(hào)波形變粗、精度降低。由于轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)獲取較粗的速度信號(hào)之差，故形成更粗的波形，無(wú)法獲得充分的分辨率。
于是，本發(fā)明的目的在于提供一種能夠解決這些問題的位置控制裝置。
(本發(fā)明的公開)為了解決上述的問題，本發(fā)明涉及一種位置控制裝置，該位置控制裝置包括位置控制部，該位置控制部輸入位置指令和機(jī)械活動(dòng)部位置，輸出速度指令；速度控制部，該速度控制部輸入上述速度指令和馬達(dá)速度，輸出轉(zhuǎn)矩指令；電流控制部，該電流控制部接收上述轉(zhuǎn)矩指令，對(duì)其進(jìn)行放大，輸出電流；馬達(dá)，該馬達(dá)通過(guò)供給電流而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；馬達(dá)位置檢測(cè)器，該馬達(dá)位置檢測(cè)器檢測(cè)上述馬達(dá)的軸的旋轉(zhuǎn)位置，輸出馬達(dá)位置信號(hào)；速度運(yùn)算部，該速度運(yùn)算部接收上述馬達(dá)位置信號(hào)，輸出馬達(dá)速度信號(hào)；機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器，該機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器檢測(cè)通過(guò)上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部的位置，輸出機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)；該裝置具有馬達(dá)的速度控制功能和馬達(dá)的位置控制功能，該馬達(dá)的速度控制功能通過(guò)反饋控制、使上述速度指令和上述馬達(dá)速度信號(hào)保持一致；該馬達(dá)的位置控制功能通過(guò)反饋控制、使上述位置指令與上述機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)保持一致，其特征在于，其還包括減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從上述機(jī)械活動(dòng)位置信號(hào)中減去上述馬達(dá)位置信號(hào)，輸出扭轉(zhuǎn)角信號(hào)；高通濾波器，該高通濾波器接收上述扭轉(zhuǎn)角信號(hào)，使相位前移，將其輸出；低通濾波器，該低通濾波器輸入上述高通濾波器的信號(hào)，僅僅將高頻成分去除，然后將其輸出；系數(shù)器，該系數(shù)器接收上述低通濾波器的信號(hào)，乘以轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益，輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)；轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部，該轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部根據(jù)作為上述位置指令與上述機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)之差的位置偏差信號(hào)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益變化；加法運(yùn)算器，該加法運(yùn)算器將上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)與上述轉(zhuǎn)矩指令相加，形成新的轉(zhuǎn)矩指令。
另外，本發(fā)明的特征在于在上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部中，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值大于基準(zhǔn)值時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為零，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值向小于基準(zhǔn)值變化時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益在零與一定值的范圍內(nèi)變化；或者在上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部中，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值大于基準(zhǔn)值時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為零，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值向小于基準(zhǔn)值變化時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益在零與一定值的范圍內(nèi)連續(xù)變化。
此外，本發(fā)明涉及一種位置控制裝置，該位置控制裝置包括位置控制部，該位置控制部輸入位置指令和機(jī)械活動(dòng)部位置，輸出速度指令；速度控制部，該速度控制部輸入上述速度指令和馬達(dá)速度，輸出轉(zhuǎn)矩指令；電流控制部，該電流控制部接收上述轉(zhuǎn)矩指令，對(duì)其進(jìn)行放大，輸出電流；馬達(dá)，該馬達(dá)通過(guò)供給電流而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；馬達(dá)位置檢測(cè)器，該馬達(dá)位置檢測(cè)器檢測(cè)上述馬達(dá)的軸的旋轉(zhuǎn)位置，輸出馬達(dá)位置信號(hào)；速度運(yùn)算部，該速度運(yùn)算部接收上述馬達(dá)位置信號(hào)，輸出馬達(dá)速度信號(hào)；機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器，該機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器檢測(cè)通過(guò)上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部的位置，輸出機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)；該裝置具有馬達(dá)的速度控制功能和馬達(dá)的位置控制功能，該馬達(dá)的速度控制功能通過(guò)反饋控制、使上述速度指令和上述馬達(dá)速度信號(hào)保持一致；該馬達(dá)的位置控制功能通過(guò)反饋控制、使上述位置指令與上述機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)保持一致，其特征在于其特征在于，其還包括觀測(cè)器，該觀測(cè)器由進(jìn)行比例運(yùn)算的比例運(yùn)算器、進(jìn)行積分運(yùn)算的積分運(yùn)算機(jī)構(gòu)、輸入上述速度控制部輸出的轉(zhuǎn)矩指令的慣性模型、對(duì)上述慣性模型的輸出及上述比例運(yùn)算器的輸出和上述積分機(jī)構(gòu)的輸出進(jìn)行加法運(yùn)算的加法運(yùn)算器、對(duì)上述加法運(yùn)算器的輸出進(jìn)行積分處理并輸出推定速度的積分器、將從由上述速度運(yùn)算部輸出的馬達(dá)速度中減去上述推定速度而獲得的差信號(hào)輸入到比例運(yùn)算機(jī)構(gòu)和積分運(yùn)算機(jī)構(gòu)中的減法運(yùn)算器構(gòu)成，上述觀測(cè)器將從上述馬達(dá)速度中減去推定速度而形成的差信號(hào)作為輸出；高通濾波器，該高通濾波器接收上述觀測(cè)器的輸出信號(hào)，使相位前移，將其輸出；低通濾波器，該低通濾波器輸入上述高通濾波器的信號(hào)，僅僅將高頻成分去除，之后將該信號(hào)輸出；系數(shù)器，該系數(shù)器接收上述低通濾波器的信號(hào)，乘以補(bǔ)償增益，輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)；補(bǔ)償判斷部，該補(bǔ)償判斷部根據(jù)作為上述位置信號(hào)和上述機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)的差的位置偏差信號(hào)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益變化；減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從上述轉(zhuǎn)矩指令中減去上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，形成新的轉(zhuǎn)矩指令。另外，本發(fā)明的特征在于在上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部中，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值大于基準(zhǔn)值時(shí)，上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為零，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值向小于基準(zhǔn)值變化時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益在零與一定值的范圍內(nèi)變化，或者在上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部中，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值大于基準(zhǔn)值時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為零，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值向小于基準(zhǔn)值變化時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益在零與一定值的范圍內(nèi)連續(xù)地變化。
還有，本發(fā)明涉及一種機(jī)械活動(dòng)部的位置控制裝置，其根據(jù)對(duì)伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)進(jìn)行了微分處理的速度反饋信號(hào)而進(jìn)行速度控制，并且根據(jù)安裝于通過(guò)上述伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部或上述伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸上的位置檢測(cè)器給出的位置反饋信號(hào)而進(jìn)行位置控制，其特征在于，其包括補(bǔ)償判斷部，該補(bǔ)償判斷部在位置指令與上述位置反饋信號(hào)之間的位置偏差大于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，使變化增益為零，在上述位置偏差小于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，使變化增益為一定的正數(shù)；微分處理部，該微分處理部對(duì)上述變化增益與上述位置偏差的乘積值進(jìn)行微分處理；低通濾波器，該低通濾波器輸入上述微分處理部的輸出，輸出速度指令補(bǔ)償量；該位置控制裝置將上述速度指令補(bǔ)償量與速度指令基本量相加而形成上述伺服馬達(dá)的速度指令。
再有，本發(fā)明涉及一種機(jī)械活動(dòng)部的位置控制裝置，其根據(jù)對(duì)伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)進(jìn)行了微分處理的速度反饋信號(hào)而進(jìn)行速度控制，并且根據(jù)安裝于通過(guò)上述伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部或上述伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸上的位置檢測(cè)器給出的位置反饋信號(hào)而進(jìn)行位置控制，其特征在于，其包括補(bǔ)償判斷部，該補(bǔ)償判斷部在位置指令與上述位置反饋信號(hào)之間的位置偏差大于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，使變化增益為零，在上述位置偏差小于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，使變化增益為一定的正數(shù)；高通濾波器，該高通濾波器輸入上述變化增益與上述位置偏差的乘積值、輸出速度補(bǔ)償量；該位置控制裝置將上述速度指令補(bǔ)償量與速度指令基本量相加而形成上述伺服馬達(dá)的速度指令。
(附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明)圖1為適合采用本發(fā)明的第1實(shí)施例的馬達(dá)控制系統(tǒng)的方框圖。圖2為本發(fā)明的第1實(shí)施例的方框圖。圖3為用于說(shuō)明轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益的變化的圖。圖4為用于說(shuō)明本發(fā)明的第2實(shí)施例的方框圖。圖5為表示本發(fā)明的第3實(shí)施例的方框圖。圖6為說(shuō)明速度指令補(bǔ)償量的產(chǎn)生的圖。圖7為說(shuō)明速度指令補(bǔ)償量的產(chǎn)生的圖。圖8為用于說(shuō)明對(duì)轉(zhuǎn)矩指令值進(jìn)行補(bǔ)償而使環(huán)路保持穩(wěn)定的已有的方法的方框圖。圖9為已有的位置控制系統(tǒng)的方框圖。圖10為適合采用位置控制系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
(用于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的優(yōu)選形式)下面根據(jù)附圖對(duì)本發(fā)明的第1具體實(shí)施例進(jìn)行描述。圖1為適合采用本發(fā)明的位置控制裝置的馬達(dá)控制系統(tǒng)的方框圖。在圖中，標(biāo)號(hào)11表示輸出位置指令Pref的指令發(fā)生部，標(biāo)號(hào)12表示位置控制部，該位置控制部輸入位置指令Pref和檢測(cè)到的機(jī)械活動(dòng)部位置Pfbl，輸出速度指令Vref而對(duì)馬達(dá)的位置進(jìn)行控制，以便使上述兩個(gè)輸入信號(hào)保持一致，標(biāo)號(hào)13表示速度控制部，該速度控制部輸入速度指令Vref和經(jīng)運(yùn)算得出的馬達(dá)速度Vfbm，輸出轉(zhuǎn)矩指令Tref而對(duì)馬達(dá)的速度進(jìn)行控制，以便使上述兩個(gè)輸入信號(hào)保持一致，標(biāo)號(hào)14表示電流控制部，該電流控制部接收轉(zhuǎn)矩指令Tref，將電流供給馬達(dá)15，標(biāo)號(hào)16表示位置檢測(cè)器，該位置檢測(cè)器與馬達(dá)15的旋轉(zhuǎn)軸連接，檢測(cè)旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)位置，標(biāo)號(hào)17表示機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器，該機(jī)械活動(dòng)位置檢測(cè)器對(duì)通過(guò)馬達(dá)15驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部20的位置進(jìn)行檢測(cè)，標(biāo)號(hào)18表示速度運(yùn)算部，該速度運(yùn)算部接收作為馬達(dá)位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)的馬達(dá)位置信號(hào)Pfbm，對(duì)其進(jìn)行微分運(yùn)算，輸出上述馬達(dá)速度Vfbm，標(biāo)號(hào)19表示轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)運(yùn)算部，該轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)運(yùn)算部輸入上述馬達(dá)位置信號(hào)Pfbm和作為機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器的輸出信號(hào)的機(jī)械活動(dòng)位置信號(hào)Pfbl，輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)。
圖2為表示本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)的方框圖。在圖中，標(biāo)號(hào)21表示減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從位置指令Pref中減去機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)Pfbl，輸出位置偏差信號(hào)，標(biāo)號(hào)22表示位置控制器，該位置控制器接收位置偏差信號(hào)，輸出速度指令Vref，標(biāo)號(hào)23表示減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從速度指令Vref中減去馬達(dá)速度指令Vfbm，輸出速度偏差信號(hào)，標(biāo)號(hào)24表示速度控制器，該速度控制器接收速度偏差信號(hào)，輸出轉(zhuǎn)矩指令Tref，標(biāo)號(hào)25表示減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器對(duì)機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)Pfbl與馬達(dá)位置信號(hào)Pfbm的差進(jìn)行運(yùn)算，輸出扭轉(zhuǎn)角信號(hào)，標(biāo)號(hào)26表示高通濾波器，該高通濾波器接收扭轉(zhuǎn)角信號(hào)，使相位前移，將其輸出，標(biāo)號(hào)27表示低通濾波器，該低通濾波器將高通濾波器的輸出信號(hào)的高頻成分去除，之后將該信號(hào)輸出，標(biāo)號(hào)28表示系數(shù)器，該系數(shù)器將轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益的系數(shù)α與上述低通濾波器的輸出相乘，輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，標(biāo)號(hào)29表示轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部，該轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部根據(jù)上述位置偏差信號(hào)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益變化，標(biāo)號(hào)30表示加法運(yùn)算器，該加法運(yùn)算器將轉(zhuǎn)矩指令與轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)相加，輸出新的轉(zhuǎn)矩指令Tref。
在馬達(dá)和通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部的連接部的剛性較弱、處于彈性連接的狀態(tài)的場(chǎng)合，可將機(jī)械活動(dòng)部速度與馬達(dá)速度之差作為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，通過(guò)從轉(zhuǎn)矩指令值中扣除使環(huán)路保持穩(wěn)定而抑制振動(dòng)。但是，在存在低頻的干擾、受其影響而產(chǎn)生微小振動(dòng)的場(chǎng)合，振動(dòng)的相位與轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)的相位不保持一致，不能夠抑制振動(dòng)。另外，由于速度信號(hào)是根據(jù)位置信號(hào)運(yùn)算的，故在微小振動(dòng)的場(chǎng)合，轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)不能夠獲得足夠的分辨率，不能夠使保持環(huán)路穩(wěn)定。于是，在本實(shí)施例中，通過(guò)將作為機(jī)械活動(dòng)部位置與馬達(dá)位置的差的扭轉(zhuǎn)角信號(hào)作為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值，確保轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)的分辨率。通過(guò)推定速度進(jìn)行運(yùn)算，將從馬達(dá)速度抽出推定速度而形成的差信號(hào)作為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值。另外，通過(guò)高通濾波器426，將轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)的相位前移，使振動(dòng)相位與轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)的相位保持一致，由此，可抑制振動(dòng)。此外，為了抑制微小的振動(dòng)，必須增加轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益，但是如果增加轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益，則整體的靈敏度變差。于是，當(dāng)在轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部，位置偏差的絕對(duì)值大于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，則轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為0，當(dāng)位置偏差的絕對(duì)值小于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為一定值，由此即使在增加轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益的情況下，整體的靈敏度不改變，可僅僅抑制微小的振動(dòng)。還有，通過(guò)連續(xù)地使轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益變化，則可減小使轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益變化時(shí)的沖擊，可防止環(huán)路產(chǎn)生振動(dòng)。
圖3為用于說(shuō)明轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益的變化的圖。在圖3(a)中，在位置偏差的絕對(duì)值小于基準(zhǔn)值時(shí)，增益從0變?yōu)棣?，而不取中間值。另外，在圖3(b)中，在位置偏差的絕對(duì)值小于基準(zhǔn)值后，隨著時(shí)間的變比，增益從0增加為α。相應(yīng)的效果如前面所述。
圖4為表示本發(fā)明的第2實(shí)施例的具體方框圖。在該圖中，標(biāo)號(hào)421表示減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從位置指令Pref中減去機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)Pfbl，輸出位置偏差信號(hào)，標(biāo)號(hào)422表示位置控制器，該位置控制器接收位置偏差信號(hào)，輸出速度指令Vref，標(biāo)號(hào)423表示減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從速度指令Vref中減去馬達(dá)速度信號(hào)Vfbm，輸出速度偏差信號(hào)，標(biāo)號(hào)424表示速度控制器，該速度控制器接收速度偏差信號(hào)，輸出轉(zhuǎn)矩指令Tref，標(biāo)號(hào)425表示觀測(cè)器，該觀測(cè)器輸入轉(zhuǎn)矩指令Tref與上述馬達(dá)速度Vfbm，對(duì)推定速度進(jìn)行運(yùn)算，從該馬達(dá)速度中減去推定速度，將計(jì)算結(jié)果的差信號(hào)輸出。上述觀測(cè)器由下述部分構(gòu)成，該部分包括比例運(yùn)算機(jī)構(gòu)433，該比例運(yùn)算機(jī)構(gòu)進(jìn)行比例運(yùn)算；積分運(yùn)算機(jī)構(gòu)434，該積分運(yùn)算機(jī)構(gòu)434進(jìn)行積分運(yùn)算；慣性模型437，其輸入轉(zhuǎn)矩指令；加法運(yùn)算器436，該加法運(yùn)算器將慣性模型的輸出、比例運(yùn)算器的輸出與積分機(jī)構(gòu)的輸出相加；積分器438，該積分器對(duì)加法運(yùn)算器的輸出進(jìn)行積分運(yùn)算，輸出推定速度；減法運(yùn)算器435，該減法運(yùn)算器將從馬達(dá)速度中減去推定速度后得出的差信號(hào)，輸入到比例運(yùn)算機(jī)構(gòu)與積分運(yùn)算機(jī)構(gòu)中。標(biāo)號(hào)426表示高通濾波器，該高通濾波器接收觀測(cè)器的輸出信號(hào)，使相位前移，將其輸出；標(biāo)號(hào)427表示低通濾波器，該低通濾波器去除上述低通濾波器的輸出信號(hào)的高頻成分，將其輸出，標(biāo)號(hào)428表示系數(shù)器，該系數(shù)器將作為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益的系數(shù)與上述低通濾波器的輸出相乘，輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，標(biāo)號(hào)429表示轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部，該轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部根據(jù)上述位置偏差信號(hào)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益變化，標(biāo)號(hào)430表示減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器對(duì)轉(zhuǎn)矩指令與轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)進(jìn)行減法運(yùn)算，輸出新的轉(zhuǎn)矩指令Tref。
在馬達(dá)和通過(guò)馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部之間的連接部的剛性較弱、而參與彈性連接的狀態(tài)的場(chǎng)合，將機(jī)械活動(dòng)部速度與馬達(dá)速度之差作為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，通過(guò)從轉(zhuǎn)矩指令值中扣除，由此可使環(huán)路保持穩(wěn)定而抑制振動(dòng)。但是，在存在低頻的干擾、受其影響而產(chǎn)生微小的振動(dòng)的場(chǎng)合，振動(dòng)的相位與轉(zhuǎn)矩的補(bǔ)償信號(hào)的相位不一致，不能夠抑制振動(dòng)。另外，由于速度信號(hào)根據(jù)位置信號(hào)運(yùn)算，故在微小的振動(dòng)的場(chǎng)合，轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)不能夠獲得充分的分辨率，不能夠使環(huán)路保持穩(wěn)定。于是，在本實(shí)施例中，通過(guò)觀測(cè)器，對(duì)推定速度進(jìn)行運(yùn)算，將從馬達(dá)速度中減去推定速度后得出的差信號(hào)作為轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償值，由此，即使在低頻、微小振動(dòng)的情況下，仍可以較高的分辨率檢測(cè)振動(dòng)成分，可形成轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)。還有，通過(guò)高通濾波器426，使轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)的相位前移，使振動(dòng)的相位與轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)的相位保持一致，從而可抑制振動(dòng)。另外，為了抑制微小的振動(dòng)，必須增加轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益，但是，如果增加轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益，則整體的靈敏度變差。于是，在轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部中，當(dāng)位置偏差的絕對(duì)值大于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，使轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為0，當(dāng)位置偏差的絕對(duì)值小于基準(zhǔn)值時(shí)，使轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為一定的值，由此，即使在增加轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益的情況下，整體的靈敏度仍不改變，可僅僅抑制微小的振動(dòng)。另外，通過(guò)使轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益連續(xù)地變化，則可減小轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益切換時(shí)的沖擊，可防止在轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益切換時(shí)，環(huán)路產(chǎn)生振動(dòng)。
下面通過(guò)附圖對(duì)本發(fā)明的第3實(shí)施例進(jìn)行描述。圖5為控制系統(tǒng)的原理結(jié)構(gòu)的方框圖。圖5為在已有的位置控制系統(tǒng)中添加速度指令補(bǔ)償部508的圖。對(duì)位置指令yr與線性標(biāo)尺等的位置檢測(cè)器506給出的位置信號(hào)yf之間的位置偏差ep進(jìn)行運(yùn)算。當(dāng)位置控制系統(tǒng)形成半閉環(huán)時(shí)，從安裝于伺服馬達(dá)503上的編碼器505獲得位置反饋信號(hào)，對(duì)位置偏差ep進(jìn)行運(yùn)算。在位置控制系統(tǒng)501中，將位置控制增益Kp與上述位置偏差ep相乘，計(jì)算速度指令基本量vrb，按照后面描述的方式，根據(jù)上述位置偏差ep，在速度指令補(bǔ)償部508中對(duì)速度指令補(bǔ)償量vrh進(jìn)行運(yùn)算。將速度指令基本量vrb與速度指令補(bǔ)償量vrh合成后形成的信號(hào)作為速度指令vr。速度控制部502根據(jù)下述速度偏差ev，對(duì)轉(zhuǎn)矩指令Tr進(jìn)行運(yùn)算，將其輸出給伺服馬達(dá)503，該速度偏差ev指上述速度指令vr與速度反饋信號(hào)vr之間的速度偏差，該速度反饋信號(hào)vf是在微分處理部507中，對(duì)安裝于伺服馬達(dá)503上的編碼器505給出的伺服馬達(dá)的位置信號(hào)ym進(jìn)行微分運(yùn)算而得出的。
圖6和圖7為對(duì)速度指令補(bǔ)償量的產(chǎn)生情況進(jìn)行描述的圖。該圖表示本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例。在圖6中，當(dāng)上述位置偏差ep大于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ep時(shí)，補(bǔ)償判斷部601使增益設(shè)定部602的變化增益Kd為0，當(dāng)上述位置偏差ep小于規(guī)定的基準(zhǔn)值E時(shí)，上述補(bǔ)償判斷部601使上述變化增益Kd為一定的正數(shù)，在微分處理部603，對(duì)將變化增益Kd與位置偏差ep相乘而得到的值進(jìn)行微分處理，通過(guò)低通濾波器604(1/(1+τs)τ表示時(shí)間常數(shù)，s表示拉普拉斯算子，下面相同)，形成速度指令補(bǔ)償量vrh。在圖7中，當(dāng)上述位置偏差ep大于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ep時(shí)，補(bǔ)償判斷部601使增益設(shè)定部705的變化增益Kp為0，當(dāng)上述位置偏差ep小于規(guī)定的基準(zhǔn)值Ep時(shí)，補(bǔ)償判斷部601使變化增益Kp為一定的正數(shù)，將變化增益與上述位置偏差ep相乘而形成的值通過(guò)高通濾波器706(τs/(1+τs))，變?yōu)樗俣戎噶钛a(bǔ)償量vrh。在圖6，7中，變化增益Kd，Kh為一定的正數(shù)指在位置環(huán)路系統(tǒng)添加阻尼補(bǔ)償器。即，當(dāng)位置偏差ep減小時(shí)，發(fā)揮阻尼效果，抑制低頻的干擾，當(dāng)位置偏差ep增加時(shí)，由于阻尼效果消失，故可快速地使控制量跟蹤目標(biāo)，整體的位置確定時(shí)間縮短。
(產(chǎn)業(yè)上的利用可能性)如上所述，可提供這樣的位置控制裝置，其在以閉環(huán)的方式進(jìn)行控制的場(chǎng)合，即使在存在低頻的干擾、產(chǎn)生微小振動(dòng)的情況下，仍不會(huì)使整體的靈敏度變差，可僅僅對(duì)振動(dòng)進(jìn)行抑制。另外，在產(chǎn)生較多的低頻干擾的場(chǎng)合，通過(guò)根據(jù)位置偏差的大小，調(diào)節(jié)速度指令補(bǔ)償增益，可縮短位置確定時(shí)間。
僅僅在位置偏差小于規(guī)定的基準(zhǔn)值的場(chǎng)合，進(jìn)行速度指令補(bǔ)償，在已控制的運(yùn)動(dòng)部遠(yuǎn)離目標(biāo)位置時(shí)，沒有阻尼效果，快速地使控制量跟蹤目標(biāo)，當(dāng)已控制的運(yùn)動(dòng)部接近目標(biāo)位置時(shí)，可發(fā)揮阻尼效果，抑制低頻的干擾，在短時(shí)間實(shí)現(xiàn)高精度的定位。
權(quán)利要求
1.一種位置控制裝置，其包括位置控制部，該位置控制部輸入位置指令和機(jī)械活動(dòng)部位置，輸出速度指令；速度控制部，該速度控制部輸入上述速度指令和馬達(dá)速度，輸出轉(zhuǎn)矩指令；電流控制部，該電流控制部接收上述轉(zhuǎn)矩指令，對(duì)其進(jìn)行放大，輸出電流；馬達(dá)，該馬達(dá)通過(guò)供給電流而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；馬達(dá)位置檢測(cè)器，該馬達(dá)位置檢測(cè)器檢測(cè)上述馬達(dá)的軸的旋轉(zhuǎn)位置，輸出馬達(dá)位置信號(hào)；速度運(yùn)算部，該速度運(yùn)算部接收上述馬達(dá)位置信號(hào)，輸出馬達(dá)速度信號(hào)；機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器，該機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器檢測(cè)通過(guò)上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部的位置，輸出機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)；該裝置具有馬達(dá)的速度控制功能和馬達(dá)的位置控制功能，該馬達(dá)的速度控制功能通過(guò)反饋控制、使上述速度指令和上述馬達(dá)速度信號(hào)保持一致；該馬達(dá)的位置控制功能通過(guò)反饋控制、使上述位置指令與上述機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)保持一致，其特征在于，其還包括減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從上述機(jī)械活動(dòng)位置信號(hào)中減去上述馬達(dá)位置信號(hào)，輸出扭轉(zhuǎn)角信號(hào)；高通濾波器，該高通濾波器接收上述扭轉(zhuǎn)角信號(hào)，使相位前移，將其輸出；低通濾波器，該低通濾波器輸入上述高通濾波器的信號(hào)，僅僅將高頻成分去除，然后將其輸出；系數(shù)器，該系數(shù)器接收上述低通濾波器的信號(hào)，乘以轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益，輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)；轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部，該轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部根據(jù)作為上述位置指令與上述機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)之差的位置偏差信號(hào)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益變化；加法運(yùn)算器，該加法運(yùn)算器將上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)與上述轉(zhuǎn)矩指令相加，形成新的轉(zhuǎn)矩指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置控制裝置，其特征在于，在上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部中，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值大于基準(zhǔn)值時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為零，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值向小于基準(zhǔn)值變化時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益在零與一定值的范圍內(nèi)變化。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的位置控制裝置，其特征在于，在上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部中，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值大于基準(zhǔn)值時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為零，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值向小于基準(zhǔn)值變化時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益在零與一定值的范圍內(nèi)連續(xù)變化。
4.一種位置控制裝置，其包括位置控制部，該位置控制部輸入位置指令和機(jī)械活動(dòng)部位置，輸出速度指令；速度控制部，該速度控制部輸入上述速度指令和馬達(dá)速度，輸出轉(zhuǎn)矩指令；電流控制部，該電流控制部接收上述轉(zhuǎn)矩指令，對(duì)其進(jìn)行放大，輸出電流；馬達(dá)，該馬達(dá)通過(guò)供給電流而實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)；馬達(dá)位置檢測(cè)器，該馬達(dá)位置檢測(cè)器檢測(cè)上述馬達(dá)的軸的旋轉(zhuǎn)位置，輸出馬達(dá)位置信號(hào)；速度運(yùn)算部，該速度運(yùn)算部接收上述馬達(dá)位置信號(hào)，輸出馬達(dá)速度信號(hào)；機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器，該機(jī)械活動(dòng)部位置檢測(cè)器檢測(cè)通過(guò)上述馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部的位置，輸出機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)；該裝置具有馬達(dá)的速度控制功能和馬達(dá)的位置控制功能，該馬達(dá)的速度控制功能通過(guò)反饋控制、使上述速度指令和上述馬達(dá)速度信號(hào)保持一致；該馬達(dá)的位置控制功能通過(guò)反饋控制、使上述位置指令與上述機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)保持一致，其特征在于，其還包括觀測(cè)器，該觀測(cè)器由進(jìn)行比例運(yùn)算的比例運(yùn)算器、進(jìn)行積分運(yùn)算的積分運(yùn)算機(jī)構(gòu)、輸入上述速度控制部輸出的轉(zhuǎn)矩指令的慣性模型、對(duì)上述慣性模型的輸出及上述比例運(yùn)算器的輸出和上述積分機(jī)構(gòu)的輸出進(jìn)行加法運(yùn)算的加法運(yùn)算器、對(duì)上述加法運(yùn)算器的輸出進(jìn)行積分處理并輸出推定速度的積分器、將從由上述速度運(yùn)算部輸出的馬達(dá)速度中減去上述推定速度而獲得的差信號(hào)輸入到比例運(yùn)算機(jī)構(gòu)和積分運(yùn)算機(jī)構(gòu)中的減法運(yùn)算器構(gòu)成，上述觀測(cè)器將從上述馬達(dá)速度中減去推定速度而形成的差信號(hào)作為輸出；高通濾波器，該高通濾波器接收上述觀測(cè)器的輸出信號(hào)，使相位前移，將其輸出；低通濾波器，該低通濾波器輸入上述高通濾波器的信號(hào)，僅僅將高頻成分去除，之后將該信號(hào)輸出；系數(shù)器，該系數(shù)器接收上述低通濾波器的信號(hào)，乘以補(bǔ)償增益，輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)；補(bǔ)償判斷部，該補(bǔ)償判斷部根據(jù)作為上述位置信號(hào)和上述機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)的差的位置偏差信號(hào)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益變化；減法運(yùn)算器，該減法運(yùn)算器從上述轉(zhuǎn)矩指令中減去上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)，形成新的轉(zhuǎn)矩指令。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的位置控制裝置，其特征在于，在上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部中，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值大于基準(zhǔn)值時(shí)，上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為零，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值向小于基準(zhǔn)值變化時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益在零與一定值的范圍內(nèi)變化。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的位置控制裝置，其特征在于，在上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部中，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值大于基準(zhǔn)值時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益為零，當(dāng)上述位置偏差信號(hào)的絕對(duì)值向小于基準(zhǔn)值變化時(shí)，使上述轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益在零與一定值的范圍內(nèi)連續(xù)地變化。
7.一種機(jī)械活動(dòng)部的位置控制裝置，其根據(jù)對(duì)伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)進(jìn)行了微分處理的速度反饋信號(hào)而進(jìn)行速度控制，并且根據(jù)安裝于通過(guò)上述伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部或上述伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸上的位置檢測(cè)器給出的位置反饋信號(hào)而進(jìn)行位置控制，其特征在于，其包括補(bǔ)償判斷部，該補(bǔ)償判斷部在位置指令與上述位置反饋信號(hào)之間的位置偏差大于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，使變化增益為零，在上述位置偏差小于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，使變化增益為一定的正數(shù)；微分處理部，該微分處理部對(duì)上述變化增益與上述位置偏差的乘積值進(jìn)行微分處理；低通濾波器，該低通濾波器輸入上述微分處理部的輸出，輸出速度指令補(bǔ)償量；該位置控制裝置將上述速度指令補(bǔ)償量與速度指令基本量相加而形成上述伺服馬達(dá)的速度指令。
8.一種機(jī)械活動(dòng)部的位置控制裝置，其根據(jù)對(duì)伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)位置信號(hào)進(jìn)行了微分處理的速度反饋信號(hào)而進(jìn)行速度控制，并且根據(jù)安裝于通過(guò)上述伺服馬達(dá)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械活動(dòng)部或上述伺服馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)軸上的位置檢測(cè)器給出的位置反饋信號(hào)而進(jìn)行位置控制，其特征在于其包括補(bǔ)償判斷部，該補(bǔ)償判斷部在位置指令與上述位置反饋信號(hào)之間的位置偏差大于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，使變化增益為零，在上述位置偏差小于規(guī)定的基準(zhǔn)值時(shí)，使變化增益為一定的正數(shù)；高通濾波器，該高通濾波器輸入上述變化增益與上述位置偏差的乘積值、輸出速度補(bǔ)償量；該位置控制裝置將上述速度指令補(bǔ)償量與速度指令基本量相加而形成上述伺服馬達(dá)的速度指令。
全文摘要
在已有技術(shù)中,在存在低頻的干擾而產(chǎn)生微小振動(dòng)的場(chǎng)合,具有這樣的問題,即振動(dòng)的相位不一致,不能夠抑制干擾,使靈敏度變差。本發(fā)明的位置控制裝置包括:減法運(yùn)算器(25),其從機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)中減去馬達(dá)位置信號(hào),輸出扭轉(zhuǎn)角信號(hào);高通濾波器(26),其接收扭轉(zhuǎn)角信號(hào),使相位前移,將其輸出;低通濾波器(27),其輸入高通濾波器(26)的信號(hào),僅僅去除高頻成分,將該信號(hào)輸出;系數(shù)器(28),其接收低通濾波器(27)的信號(hào),乘以轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益,輸出轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào);轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償判斷部(29),其根據(jù)作為位置指令與機(jī)械活動(dòng)部位置信號(hào)的差的位置偏差信號(hào),使轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償增益變化;加法運(yùn)算器(30),其將轉(zhuǎn)矩補(bǔ)償信號(hào)與轉(zhuǎn)矩指令相加,形成新的轉(zhuǎn)矩指令。
文檔編號(hào)G05B19/19GK1322311SQ99811258
公開日2001年11月14日 申請(qǐng)日期1999年9月27日 優(yōu)先權(quán)日1998年9月28日
發(fā)明者大久保整, 張文農(nóng), 加來(lái)靖彥, 村田健一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社安川電機(jī)