JP3280049B2 - Vibration suppression positioning control method - Google Patents
Vibration suppression positioning control methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットのように低剛
性負荷をもつ位置決めサーボ系において、特に高速位置
決めおよび制振を実現できる制御方式に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control system capable of realizing high-speed positioning and vibration suppression in a positioning servo system having a low rigidity load like a robot.
【0002】[0002]
【従来の技術】低剛性負荷をもつ位置決めサーボ系の制
御において、高速位置決めをさせるため指令時間を短縮
すると、負荷に大きな加速度が加わり、そのために負荷
が振動し、その振動が残留する。その対策として、指令
値をフィルタを通すことも行われるが、位置決め時間が
長くなる。たとえば、フィルタとしては図8に示すよう
に矩形波をいれたら台形波になるようなものが使用され
ていた。このような従来技術では、位置決めを速くしよ
うとすると、負荷が振動し、逆に振動を抑えようとする
と位置決めが遅くなるという問題があった。かかる問題
を解決するものとして、特公昭60−29121号公報
において提案されたものがある。これは、位置決め制御
対象物を等加速または等減速区間を設けて位置決め制御
する場合、等加速または等減速区間において等加速また
は等減速する時間を制御対象物の固有振動周期T0 の整
数倍の時間nT0 に等しくするようにした位置決め制御
方法である。2. Description of the Related Art In the control of a positioning servo system having a low rigidity load, if the command time is shortened for high-speed positioning, a large acceleration is applied to the load, and the load vibrates, and the vibration remains. As a countermeasure, a command value may be passed through a filter, but the positioning time becomes longer. For example, as shown in FIG. 8, a filter having a trapezoidal wave when a rectangular wave is inserted has been used. In such a conventional technique, there is a problem that the load vibrates when trying to speed up the positioning, and conversely, the positioning becomes slow when trying to suppress the vibration. To solve such a problem, there is one proposed in Japanese Patent Publication No. 60-29121. This is because when the positioning control target is provided with a constant acceleration or constant deceleration section to perform positioning control, the time for equal acceleration or constant deceleration in the constant acceleration or constant deceleration section is an integral multiple of the natural vibration period T 0 of the control target. This is a positioning control method that is set to be equal to the time nT 0 .
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の特公
昭60−29121号公報に記載された方法は、制御系
が明確でなく、簡単には実現できないという問題があ
り、また全位置決め時間を周期Tの2倍より短くでき
ず、短距離を高速で動かすことに十分効果がないという
問題があった。そこで本発明が解決すべき課題は、低剛
性負荷をもつサーボ系において、位置決めを十分に速
く、かつ振動を効果的に抑えることにある。However, the method described in Japanese Patent Publication No. Sho 60-29121 has a problem that the control system is not clear and cannot be easily realized. There is a problem that it cannot be shorter than twice T and that moving the short distance at high speed is not sufficiently effective. An object of the present invention is to provide a servo system having a low stiffness load in which positioning is sufficiently fast and vibration is effectively suppressed.
【0004】[0004]
【課題を解決するための手段】この課題を解決する第1
の手段は、1軸または複数軸を有し、各軸が低剛性負荷
をもち、かつ位置フィードバックおよび速度フィードバ
ックループによって制御されるアクチュエータにより駆
動されるロボットマニピュレータの位置決め制御方式に
おいて、速度指令として、低剛性負荷の固有の振動周期
と同一もしくは2以上の整数倍の周期をもつ矩形状の波
形の信号を出力することである。Means for Solving the Problems A first method for solving the problems is as follows.
Means have one or more axes, each axis has a low stiffness load, and has position feedback and velocity feedback.
In a positioning control method of a robot manipulator driven by an actuator controlled by a lock loop , a rectangular waveform signal having a cycle equal to or inherently an integer multiple of 2 or more as the inherent vibration cycle of a low-rigidity load is output as a speed command. It is to be.
【0005】また第2の手段は、1軸または複数軸を有
し、各軸が低剛性負荷をもち、かつ位置フィードバック
および速度フィードバックループによって制御されるア
クチュエータにより駆動されるロボットマニピュレータ
の位置決め制御方式において、上位からもらった目標位
置指令と基本パターン保存部に保存された全動作量が1
に規格化された形とを使って、前記目標位置指令の1/
2の動作量に対する基本速度指令パターンを作成する基
本パターン作成部をもち、前記基本パターン作成部で作
成された基本速度指令パターンは、指令遅延部と指令パ
ターン合成部に払い出され、前記指令遅延部では、基本
速度指令パターンを低剛性負荷の固有振動周期の1/2
の奇数倍だけずらしたパターンを作成し、指令パターン
合成部に払い出され、前記指令パターン合成部では、基
本パターン作成部と指令遅延部から出てきた指令を加算
することにより、速度指令として、基本速度指令パター
ンと低剛性負荷の固有振動周期の1/2の奇数倍だけず
らしたパターンとを合成した波形の信号を出力すること
である。[0005] The second means has one or more axes, each axis has a low rigidity load, and a position feedback.
And the positioning control method of a robot manipulator which is driven by an actuator which is controlled by the velocity feedback loop, a target level I got from the upper
The total movement amount stored in the position command and basic pattern storage unit is 1
Using the form standardized to
To create a basic speed command pattern for the movement amount
With this pattern creation unit,
The generated basic speed command pattern is stored in the command delay section and command
It is paid out to the turn synthesis part, and the command delay part
Set the speed command pattern to の of the natural vibration period of low rigidity load
Create a pattern shifted by an odd multiple of
It is paid out to the synthesizing unit, and the command pattern synthesizing unit
Adds the command output from this pattern creation unit and command delay unit
The basic speed command pattern as a speed command.
Odd multiples of half the natural vibration period of
This is to output a signal having a waveform obtained by synthesizing the obtained pattern .
【0006】[0006]
【作用】本願の第1の発明においては、図7のブロック
図で表されるように、低剛性負荷5をもつ位置決めサー
ボ系において、入力として負荷の固有振動周期の整数倍
で終えるような速度一定指令を入れる。つまり、図7で
入力R(t) は R(t) = v=一定 0≦t≦Tn (n=1,2,・・・) 0 nT<t ・・・(1) を指令として入れる。(T=2π/ωn ) 低剛性負荷5の振動をみるためにθ≡y−xとすると θ”+2ζωn θ’+ωn 2 θ=−x”(t) ・・・(2) となる。また制御系を1次形、つまり x”+Kp x’=Kp R(t) ・・・(3) と表現できるとしている。ここでζ=0とすると、 θ”+ωn 2 θ=−x”(t) ・・・(4) また、制御系への入力が(1)式で表されるものである
ため、x”(t) は x”(t) = A1 exp(-Kpt) 0≦t≦Tn A2 exp(-Kp(t-nT)) nT<t ・・・(5) A1 ≡vKp ,A2 ≡vKp(−1+exp(-KpnT)) ・・・(6) となる。According to the first aspect of the present invention, as shown in the block diagram of FIG. 7, in a positioning servo system having a low-rigidity load 5, a speed at which the input ends at an integral multiple of the natural oscillation period of the load is used. Enter a certain command. That is, in FIG. 7, the input R (t) is R (t) = v = constant 0 ≦ t ≦ Tn (n = 1, 2,...) 0 nT <t (1) is input as a command. (T = 2π / ω n ) Assuming θ≡y−x in order to observe the vibration of the low rigidity load 5, the following equation is obtained: θ ″ + 2ζω n θ ′ + ω n 2 θ = −x ″ (t) (2) . The ". Is set to + K p x '= K p R (t) ··· (3) and can be expressed When where zeta = 0, theta" control system primary type, i.e. x + ω n 2 θ = - x ″ (t) (4) Further, since the input to the control system is represented by the equation (1), x ″ (t) is x ″ (t) = A 1 exp (−K p t) 0 ≦ t ≦ Tn A 2 exp (−K p (t−nT)) nT <t (5) A 1 ≡vK p , A 2 ≡vK p (−1 + exp (−K p nT) ) (6)
【0007】一般に、x”=Ai exp(-Kp t)のとき
(2)式の解θ(t) ,θ’(t) は、初期値(θ(0) ,
θ’(0) =(θ0 ,θ’0 ) とすると、 θ(t) ={Ai/(Kp 2+ωn 2)}・{Ri cos(ωnt+φ)−exp(-Kpt)} θ’(t)=−{Ai/(Kp 2+ωn 2)}・{Riωnsin(ωnt+φ)−Kp exp(-Kpt)} ・・・(7) ここで Ri =√〔{((Kp 2+ωn 2)/Ai)θ0+1}2+(1/ωn 2) {((Kp 2+ωn 2)/Ai) θ’0 −Kp}2〕 ・・・(8) φ= tan-1〔{(1/ωn)θ’−(Kp/ωn)(Ai/(Kp 2+ωn 2))} /{θ0(Kp 2+ωn 2)+Ai}〕 ・・・(9) cosφ=(1/Ri){θ0(Kp 2+ωn 2)+Ai}, sinφ=−(1/Ri){(1/ωn)θ’−(Kp/ωn)(Ai/(Kp 2+ωn 2))} ・・・(10)In general, when x ″ = A i exp (−K p t), the solutions θ (t) and θ ′ (t) of the equation (2) have initial values (θ (0),
If θ ′ (0) = (θ 0 , θ ′ 0 ), θ (t) = {A i / (K p 2 + ω n 2 )} ·} R i cos (ω n t + φ) −exp (−K p t)} θ '(t) =-{A i / (K p 2 + ω n 2 )} ・ {R i ω n sin (ω n t + φ) -K p exp (-K p t)} ... (7) where R i = √ [{((K p 2 + ω n 2 ) / A i ) θ 0 +1} 2 + (1 / ω n 2 ) {((K p 2 + ω n 2 ) / A i ) θ ′ 0 −K p } 2 ] (8) φ = tan −1 [{(1 / ω n ) θ ′ − (K p / ω n ) (A i / (K p 2 + ω n 2) ))} / {Θ 0 (K p 2 + ω n 2 ) + A i }] (9) cosφ = (1 / R i ) {θ 0 (K p 2 + ω n 2 ) + A i }, sin φ = − (1 / R i ) {(1 / ω n ) θ ′ − (K p / ω n ) (A i / (K p 2 + ω n 2 ))} (10)
【0008】故に、(7)式よりθ0 =θ’0 =0のと
きt=nTでは(7),(8)式よりsin(ωnnT)=0,
cos(ωnnT)=1、また(10)式よりcosφ=Ai/
Ri,sinφ=−(Kp/ωn)(Ai/Ri) なので θ(nT)={Ai/(Kp 2+ωn 2)}・〔1−exp(-Kpt)〕 θ’(nT)=−{Kp Ai/(Kp 2+ωn 2)}・〔1−exp(-Kpt)〕 ・・・(11) この結果を利用すると、t>nTでは、(8)式より
振動項の半径Rは R2 ={((Kp 2+ωn 2)/A2) θ(nT)+1}2 +(1/ωn 2){((Kp 2+ωn 2)/A2) θ’(nT)−Kp}2 ={(A1/A2)(1−exp(-KpnT)+1}2 +(1/ωn 2){−Kp(A1/A2)(1−exp(-KpnT)−Kp}2 ・・・(12) ここでexp(-KpnT)=0と仮定すると、A2 =−A1 な
ので、(12)式より R=0 ・・・(13) となる。したがって、t>nT以降は(7),(8),
(9),(13)式より θ(t) ={A1/(Kp 2+ωn 2)}−exp(-Kp(t-nT)) θ’(t)=−{Kp A1/(Kp 2+ωn 2)}exp(-Kp(t-nT))=−Kp θ(t) ・・・(14) (14)式よりθ(t) ,θ’(t) はt>nTにおいては
振動成分がなくなり、tとともに指数的にθ(t) →0,
θ’(t)→0となる。以上のように、図7の入力とし
て周期Tの整数値で終わるようなステップ入力を入れる
と、指令修了後、振動成分がなくなり、速やかに位置決
めが行われる。Therefore, when θ 0 = θ ′ 0 = 0 according to equation (7), when t = nT, sin (ω n nT) = 0,
cos (ω n nT) = 1, and from equation (10), cos φ = A i /
Since R i , sin φ = − (K p / ω n ) (A i / R i ), θ (nT) = {A i / (K p 2 + ω n 2 )} · [1-exp (−K p t) Θ ′ (nT) = − {K p A i / (K p 2 + ω n 2 )} · [1-exp (−K p t)] (11) Using this result, t> nT From equation (8), the radius R of the vibration term is given by R 2 = {((K p 2 + ω n 2 ) / A 2 ) θ (nT) +1} 2 + (1 / ω n 2 ) {((K p 2 + ω n 2 ) / A 2 ) θ '(nT)-K p } 2 = {(A 1 / A 2 ) (1-exp (-K pn t) +1} 2 + (1 / ω n 2 ) { −K p (A 1 / A 2 ) (1−exp (−K p nT) −K p } 2 (12) Assuming that exp (−K p nT) = 0, A 2 = − Since A 1 , R = 0 from equation (12) (13) Therefore, after t> nT, (7), (8),
From equations (9) and (13), θ (t) = {A 1 / (K p 2 + ω n 2 )} − exp (−K p (t−nT)) θ ′ (t) = − {K p A 1 / ( Kp 2 + ω n 2 )} exp (−K p (t−nT)) = − K p θ (t) (14) From equation (14), θ (t), θ ′ (t ) Has no vibration component when t> nT, and exponentially becomes θ (t) → 0,
θ ′ (t) → 0. As described above, if a step input that ends with an integer value of the cycle T is input as the input in FIG. 7, the vibration component disappears after the command is completed, and positioning is performed quickly.
【0009】次に、本願の第2の発明においては、第7
図のブロック図で表されるように、低剛性負荷をもつ位
置決めサーボ系において、入力として負荷の固有振動周
期の1/2の奇数倍だけずらした2つのパターンを合成
して入れる。つまり、入力 R(t)=v(t)+v(t−m・T /2) (m=2n+1, n=0, 1, 2, ・・・) (v(t)は任意の関数、Tは負荷の固有振動周期=2π/ωn) ・・・(21) を指令として入れる。低剛性負荷の変位y(t)と制御系
からの出力x(t)の差をθ(t)=y(t)−x(t)とすると、 θ”(t)+2ζωnθ’(t) +ωn 2θ(t) =ωn 2F(t) ・・・(22) F(t)=−(1/ωn 2)x”(t) ・・・(23) ζ:減衰係数、ωn :固有振動数 を考えると振動の様子が調べられる。いま、ζ=0とお
けるとし、式を簡単にするためにt=t′/ ωn とす
ると、(22)式は θ”(t′) +θ(t′) =F(t′) ・・・(24) となる。なお、以降t′=tと置く。ただし、時間スケ
ールを変えることによりT/2はπとなる。指令R(t)
においてvをステップ入力の集まりと考えると(図6参
照)、次の式が導かれる。Next, in the second invention of the present application, the seventh invention
As shown in the block diagram in the figure, in a positioning servo system having a low rigidity load, two patterns shifted by an odd multiple of 1/2 of the natural vibration period of the load are combined and input as inputs. That is, input R (t) = v (t) + v (t−m · T / 2) (m = 2n + 1, n = 0, 1, 2,...) (V (t) is an arbitrary function, T Is input as a natural vibration cycle of the load = 2π / ω n ) (21). Assuming that the difference between the displacement y (t) of the low rigidity load and the output x (t) from the control system is θ (t) = y (t) −x (t), θ ″ (t) + 2 + ω n θ ′ (t ) + Ω n 2 θ (t) = ω n 2 F (t) (22) F (t) = − (1 / ω n 2 ) x ″ (t) (23) , Ω n : Considering the natural frequency, the state of vibration can be examined. Now, as a definitive and ζ = 0, 'When / ω n, (22) equation θ "(t' t = t in order to simplify the formula) + θ (t ') = F (t') ·· (24) Here, t '= t, where T / 2 becomes π by changing the time scale.
If v is considered as a set of step inputs (see FIG. 6), the following equation is derived.
【0010】[0010]
【数1】 (Equation 1)
【0011】考えている制御系(図7)は線形であるの
で、 Ri(t)=vi(ui(t)+ui(t・π・m)) ・・・(26) なる入力(図4b)に対するアームの変位をyi(t),制
御系からの出力をxi(t)とすると、R(t) を入力したと
きのθ(t) =y(t) −x(t) は、[0011] thinking that the control system (FIG. 7) so is a linear, R i (t) = v i (u i (t) + u i (t · π · m)) ··· (26) comprising an input Assuming that the displacement of the arm with respect to (FIG. 4B) is y i (t) and the output from the control system is x i (t), θ (t) = y (t) −x (R (t) when R (t) is input. t) is
【0012】[0012]
【数2】 (Equation 2)
【0013】となる。すると、θi(t) ,θi’(t)は、
θi(0)=θi’(0) =0とすると、 (i) 0≦t<ti のとき θi(t)=0,θi’(t)=0 ・・・(28) (ii) ti ≦t≦ti+π・mのとき θi(t)=R0 cos(t−ti+φ0)+F0(t−ti) θi’(t)=−R0 sin(t−ti+φ0)+F0(t−ti) ・・・(29) R0 =√(F0(0)2+F0 ’(0)2) ・・・(30) cosφ0 =F0(0)/R0 ,sin φ0 =−F0(0)/R0 ・・・(31) F0(t)=−{viKp/(Kp 2+ωn 2)}exp((-Kp/ωn)t) ・・・(32) (iii) ti +π・m<tのとき θi(t)=R1 cos(t−mπ−ti+φ1)+F1(t−ti−π・m) θi’(t)=−R1 sin(t−mπ−ti+φ1)+F1(t−ti−π・m) ・・・(33) R1=√((θi(ti−mπ)−F1(0))2+(θi’(ti−mπ)−F1’(0)2) ・・・(34) cosφ1={θ1(ti+πm)−F1(ti+πm+0)}/R1 , sinφ1=−{θ1(ti+πm)−F1(ti+πm+0)}/R1 ・・・(35) F1(t)=−{viKp/(Kp 2+ωn 2)} ・(1−exp(-Kp/ωn)πm exp((-Kp/ωn)t)) ・・・(36) ここでθi(t),θi’(t)はt=ti+π・mで連続で
あり、(29)式より θi(ti+mπ)=R0 cos(mπ+φ0)+F0(mπ) =−R0 cos(φ0)+F0(mπ) =−F0(0)+F0(mπ) ・・・(37) θi’(ti+mπ)=−R0 sin(mπ+φ0)+F0 ’(mπ) =R0 sin(φ0)+F0 ’(mπ) =−F0 ’(0)+F0 ’(mπ) ・・・(38) (36)式より F1’(t)=F0’(t)−F’(m π)exp((-Kp/ωn)t) ・・・(39) (36),(37),(38),(39)式を(34)
式に代入して、 R1 =√{(2F0(mπ))2+(2F’(m π))2} ・・・(40) ここでF0(mπ)≒0,F0’(mπ)≒0ならば ・・・(41) R1 ≒0 ・・・(42) となる。したがって(33)式より θi(t) =F1(t−ti−mπ) θi’(t) =F1 ’(t−ti−mπ) となり、F1(t)は(36)式で表されるから、θi(t),
θi’(t)は振動しなくなる。したがって、θi(t)の重ね
合わせとして(27)式で表されるθ(t)も、tM+1<t
においては、振動成分がなくなる。つまり制振されたこ
とになる。またこの方法は、フィルタに通さないので、
位置決め時間が長くなることもない。なお(41)式の
条件は exp(-(Kp/ωn)πm)=exp(-Kp(T/2)m)≒0 ・・・(43) であり、この範囲において制振作用がある。## EQU1 ## Then, θ i (t) and θ i ′ (t) are
Assuming that θ i (0) = θ i ′ (0) = 0, (i) when 0 ≦ t <t i , θ i (t) = 0, θ i ′ (t) = 0 (28) (ii) When t i ≦ t ≦ t i + π · m θ i (t) = R 0 cos (t−t i + φ 0 ) + F 0 (t−t i ) θ i ′ (t) = − R 0 sin (t−t i + φ 0 ) + F 0 (t−t i ) (29) R 0 = √ (F 0 (0) 2 + F 0 '(0) 2 ) (30) cos φ 0 = F 0 (0) / R 0, sin φ 0 = -F 0 (0) / R 0 ··· (31) F 0 (t) = - {v i K p / (K p 2 + ω n 2) } Exp ((− K p / ω n ) t) (32) (iii) When t i + π · m <t θ i (t) = R 1 cos (t−mπ−t i + φ 1 ) + F 1 (t−t i −π · m) θ i ′ (t) = − R 1 sin (t−m π−t i + φ 1 ) + F 1 (t−t i −π · m) (33) ) R 1 = √ ((θ i (t i −mπ) −F 1 (0)) 2 + (θ i ′ (t i −mπ) −F 1 ′ (0) 2 ) (34) cosφ 1 = {θ 1 (t i + πm) -F 1 (t i + πm + 0)} / R 1, sinφ 1 = - {θ 1 (t i + πm) -F 1 (t i + πm + 0)} R 1 ··· (35) F 1 (t) = - {v i K p / (K p 2 + ω n 2)} · (1-exp (-K p / ω n) πm exp ((- K p / Ω n ) t)) (36) Here, θ i (t) and θ i ′ (t) are continuous at t = t i + π · m, and from equation (29), θ i (t i + Mπ) = R 0 cos (mπ + φ 0 ) + F 0 (mπ) = − R 0 cos (φ 0 ) + F 0 (mπ) = − F 0 (0) + F 0 (mπ) (37) θ i ′ (t i + mπ) = − R 0 sin (mπ + φ 0 ) + F 0 ′ (mπ) = R 0 sin (φ 0 ) + F 0 ′ (mπ) = − F 0 ′ (0) + F 0 ′ (mπ)・ (38) From equation (36), F 1 ′ (t) = F 0 ′ (t) −F ′ (m π) exp ((− K p / ω n ) t) (39) (36) , (37), (38), and (39) into (34)
Substituting into the equation, R 1 = {(2F 0 (mπ)) 2 + (2F ′ (m π)) 2 } (40) where F 0 (mπ) ≒ 0, F 0 ′ ( If mπ) ≒ 0, (41) R 1 ≒ 0 (42) Therefore, from equation (33), θ i (t) = F 1 (t−t i −mπ) θ i ′ (t) = F 1 ′ (t−t i −mπ), and F 1 (t) is (36) ), Θ i (t),
θ i ′ (t) does not oscillate. Therefore, θ (t) represented by Expression (27) as a superposition of θ i (t) is also expressed as t M + 1 <t
In, there is no vibration component. In other words, it is damped. Also, this method does not pass through the filter,
The positioning time does not become long. Note equation (41) of the condition exp (- (K p / ω n) πm) = a exp (-K p (T / 2 ) m) ≒ 0 ··· (43), the damping effect in this range There is.
【0014】[0014]
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説
明する。図1は本願の第1の発明を実施するためのブロ
ック図(第1実施例)である。図において1はパターン
作成器、2,4は積分器、3は増幅器、5は低剛性負荷
を示している。このブロック図において、位置指令が加
えられると、パターン発生器1によって長さがnTのス
テップ速度指令が作られる。図2はそのパターンを表し
ている(n=1の場合)。パターン作成器1より出力さ
れた速度指令は、積分器2,増幅器3,積分器4を通っ
たあと、位置指令として出力され、位置フィードバック
系へ入力される。その結果、負荷とサーボ系出力との差
θ(t) とθ’(t) は図3に示したような位相空間上の動
きとなり、t>T以降は振動がなくなり、(θ,θ’)
=(0,0)へ向かう。パターン作成器1は、ソフトウ
エアサーボでは位置指令値をx0 とするとv=x0 /T
n(n=1,2,・・・)とするvを計算するプログラ
ムを作るだけで簡単に実現可能である。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be specifically described below based on embodiments. FIG. 1 is a block diagram (first embodiment) for implementing the first invention of the present application. In the figure, 1 is a pattern generator, 2 and 4 are integrators, 3 is an amplifier, and 5 is a low rigidity load. In this block diagram, when a position command is applied, the pattern generator 1 generates a step speed command having a length of nT. FIG. 2 shows the pattern (when n = 1). The speed command output from the pattern generator 1 is output as a position command after passing through the integrator 2, amplifier 3, and integrator 4, and is input to the position feedback system. As a result, the difference θ (t) and θ ′ (t) between the load and the output of the servo system becomes a motion in the phase space as shown in FIG. 3, and after t> T, there is no vibration and (θ, θ ′) )
= (0, 0). When the position command value is x 0 in the software servo, the pattern creator 1 obtains v = x 0 / T
It can be easily realized simply by creating a program for calculating v where n (n = 1, 2,...).
【0015】次に本願の第2の発明の実施例(第2実施
例)について説明する。前記の第1実施例では、指令の
形が矩形状に限定されるため加減速が急激になり、十分
な効果が得られない場合があるが、第2の発明の実施例
ではこの点を改善している。図1において、位置指令が
与えられると、パターン作成器1によって1/2・T・
m(m=1,3,5・・・)ずらしたパターン2つを合
成したパターンが速度指令として作成される。そのパタ
ーンの例として図4(a),(b),(c)などがあ
る。それぞれ図4(d),(e),(f)の基本パター
ンをT/2ずらしたパターンを合成したものである。パ
ターン作成器1より出力された速度指令は、積分器2,
増幅器3,積分器4を通った後、位置指令として出力さ
れ、位置制御系へ入力される。その結果、低剛性負荷5
は指令が終わった時間で振動しなくなる。たとえば図4
(a)の波形を入力したときは図5のような出力とな
る。パターン作成器1はハード的に作ってもソフトウエ
アで計算してもよい。Next, an embodiment (second embodiment) of the second invention of the present application will be described. In the first embodiment, since the command is limited to a rectangular shape, acceleration and deceleration may be rapid, and a sufficient effect may not be obtained. In the second embodiment, this point is improved. are doing. In FIG. 1, when a position command is given, 1/2.
A pattern obtained by combining two patterns shifted by m (m = 1, 3, 5,...) is created as a speed command. FIGS. 4A, 4B, and 4C show examples of such patterns. 4D, 4E, and 4F are obtained by synthesizing patterns shifted by T / 2 from the basic patterns shown in FIGS. The speed command output from the pattern generator 1 is
After passing through the amplifier 3 and the integrator 4, it is output as a position command and input to the position control system. As a result, low rigidity load 5
Does not vibrate at the end of the command. For example, FIG.
When the waveform (a) is input, the output is as shown in FIG. The pattern creator 1 may be made by hardware or may be calculated by software.
【0016】[0016]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
低剛性負荷をもつサーボ系において、位置決め時間を遅
くすることなく、負荷の振動を抑えることができる。ロ
ボットマニピュレータの制御のみならず、割り出しテー
ブル等の位置決め制御に主として用いられる自動化装置
の位置決め時間を従来法に比し、大幅に高速化できる。As described above, according to the present invention,
In a servo system having a low rigidity load, vibration of the load can be suppressed without delaying the positioning time. Not only the control of the robot manipulator but also the positioning time of the automation device mainly used for the positioning control of the indexing table and the like can be remarkably speeded up as compared with the conventional method.
【図1】 本発明を実施する制御系の一例を示すブロッ
ク図である。FIG. 1 is a block diagram showing an example of a control system for implementing the present invention.
【図2】 図1のパターン作成器より出力されるパター
ンの例を示す波形図である。FIG. 2 is a waveform diagram showing an example of a pattern output from the pattern generator of FIG.
【図3】 図2のパターンに対する出力の動きを示す位
相面図である。FIG. 3 is a phase diagram showing an output movement with respect to the pattern of FIG. 2;
【図4】 図1のパターン作成器より出力されるパター
ンの各例を示す波形図である。FIG. 4 is a waveform diagram showing each example of a pattern output from the pattern generator of FIG. 1;
【図5】 図4(a)のパターンに対する出力θの図で
ある。FIG. 5 is a diagram of output θ with respect to the pattern of FIG.
【図6】 入力をステップ信号の集まりと考えた場合の
例を示す波形図である。FIG. 6 is a waveform diagram showing an example when an input is considered as a group of step signals.
【図7】 低剛性負荷をもつ位置決めサーボ系のブロッ
ク図である。FIG. 7 is a block diagram of a positioning servo system having a low rigidity load.
【図8】 従来の制振制御でよく使われるフィルタの入
力と出力の関係を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing the relationship between input and output of a filter often used in conventional vibration suppression control.
1 パターン作成器、2,4 積分器、3 増幅器、5
低剛性負荷1 pattern creator, 2, 4 integrator, 3 amplifier, 5
Low rigidity load
フロントページの続き (72)発明者 大薗 久男 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石2番1 号 株式会社 安川電機内 (56)参考文献 特開 昭63−308603(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G05D 3/00 - 3/20 G05B 11/00 - 13/04 Continued on the front page (72) Inventor Hisao Ozono 2-1 Kurosaki Castle Stone, Yawatanishi-ku, Kitakyushu-shi, Fukuoka Prefecture Inside Yaskawa Electric Corporation (56) References JP-A-63-308603 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G05D 3/00-3/20 G05B 11/00-13/04
Claims (2)
負荷をもち、かつ位置フィードバックおよび速度フィー
ドバックループによって制御されるアクチュエータによ
り駆動されるロボットマニピュレータの位置決め制御方
式において、速度指令として、低剛性負荷の固有の振動
周期と同一もしくは2以上の整数倍の周期をもつ矩形状
の波形の信号を出力することを特徴とする制振位置決め
制御方式。Claims: 1. An apparatus having one or more axes, each axis having a low stiffness load, and having position feedback and velocity feedback.
In a positioning control method of a robot manipulator driven by an actuator controlled by a feedback loop , a signal having a rectangular waveform having a period equal to or an integer multiple of 2 or more as a natural vibration period of a low-rigidity load is used as a speed command. A vibration control positioning control method characterized by output.
負荷をもち、かつ位置フィードバックおよび速度フィー
ドバックループによって制御されるアクチュエータによ
り駆動されるロボットマニピュレータの位置決め制御方
式において、上位からもらった目標位置指令と基本パタ
ーン保存部に保存された全動作量が1に規格化された形
とを使って、前記目標位置指令の1/2の動作量に対す
る基本速度指令パターンを作成する基本パターン作成部
をもち、前記基本パターン作成部で作成された基本速度
指令パターンは、指令遅延部と指令パターン合成部に払
い出され、前記指令遅延部では、基本速度指令パターン
を低剛性負荷の固有振動周期の1/2の奇数倍だけずら
したパターンを作成し、指令パターン合成部に払い出さ
れ、前記指令パターン合成部では、基本パターン作成部
と指令遅延部から出てきた指令を加算することにより、
速度指令として、基本速度指令パターンと低剛性負荷の
固有振動周期の1/2の奇数倍だけずらしたパターンと
を合成した波形の信号を出力することを特徴とする制振
位置決め制御方式。2. One or more axes, each axis having a low stiffness load, and position feedback and velocity feedback.
In the positioning control method of the robot manipulator driven by the actuator controlled by the feedback loop , the target position command and basic pattern
Where the total amount of motion stored in the
For the movement amount of 1/2 of the target position command.
Basic pattern creation unit that creates basic speed command patterns
The basic speed created by the basic pattern creation unit
The command pattern is paid to the command delay section and command pattern synthesis section.
In the command delay section, the basic speed command pattern
Is shifted by an odd multiple of 1/2 of the natural vibration period of low rigidity load
Created pattern and paid out to command pattern synthesis unit
The command pattern synthesizing section includes a basic pattern creating section
And the command coming out of the command delay section,
The basic speed command pattern and low rigidity load
A pattern shifted by an odd multiple of 1/2 the natural oscillation period
A vibration suppression positioning control method characterized by outputting a signal having a waveform obtained by combining the above .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26397991A JP3280049B2 (en) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | Vibration suppression positioning control method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26397991A JP3280049B2 (en) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | Vibration suppression positioning control method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05108165A JPH05108165A (en) | 1993-04-30 |
| JP3280049B2 true JP3280049B2 (en) | 2002-04-30 |
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ID=17396866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26397991A Expired - Fee Related JP3280049B2 (en) | 1991-10-11 | 1991-10-11 | Vibration suppression positioning control method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3280049B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011060044A (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Yaskawa Electric Corp | Motion control device |
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|---|---|---|---|---|
| JP2012150758A (en) * | 2011-01-21 | 2012-08-09 | Omron Corp | Program, recording medium, device and method for setting damping control for servo driver |
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-
1991
- 1991-10-11 JP JP26397991A patent/JP3280049B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011060044A (en) * | 2009-09-10 | 2011-03-24 | Yaskawa Electric Corp | Motion control device |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05108165A (en) | 1993-04-30 |
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