DE3943342C2 - Servosteuersystem - Google Patents
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- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
- G05B19/00—Programme-control systems
- G05B19/02—Programme-control systems electric
- G05B19/18—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form
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- G05B19/4142—Structure of the control system, e.g. common controller or multiprocessor systems, interface to servo, programmable interface controller characterised by the use of a microprocessor
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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- G05B19/416—Numerical control [NC], i.e. automatically operating machines, in particular machine tools, e.g. in a manufacturing environment, so as to execute positioning, movement or co-ordinated operations by means of programme data in numerical form characterised by control of velocity, acceleration or deceleration
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Description
Die Erfindung betrifft ein Servosteuersystem nach dem Oberbegriff des
Patentanspruchs, und betrifft insbesondere ein Servosteuersystem, um ein
Objekt, dessen Bewegung zu steuern ist und das nachstehend als "Steuerobjekt"
bezeichnet wird, genau in eine Sollposition zu bewegen.
Es sind bereits Servosteuersysteme mit einem Servomotor zum Antreiben
eines Steuerobjekts bekannt (siehe DE-OS 23 54 503, GB 10 84 630 und US
32 06 663), die eine Einrichtung zur Eingabe einer Sollposition und
-geschwindigkeit des Steuerobjekts und eine Steuereinheit zur Steuerung
des Servomotors, die aus der Differenz zwischen Ist- und Sollposition
eine Sollbewegungsstrecke berechnet, umfassen.
Die Art der Vorgabe von Führungsgrößen hat dabei bedeutenden Einfluß auf
die Funktionsfähigkeit dieser Systeme. Auf eine sprungförmige Vorgabe
eines z. B. neuen Geschwindigkeitssollwertes, vermögen diese bekannten
Servosteuersysteme zwar mit einer zunächst maximal möglichen Beschleunigung
und bei Erreichen der neuen Sollposition mit einer maximal möglichen
Bremsverzögerung zu reagieren, jedoch werden dadurch Stöße bzw.
Schläge und Schwingungen auf eine zugeordnete Maschine ausgeübt.
Da mit derartigen Servosteuersystemen beispielsweise hochsensible
Positioniereinrichtungen betätigt werden, besteht naturgemäß der
Wunsch, oben genannte Schwingungen und Stöße zu reduzieren bzw. zu
vermeiden, um ein überschwingfreies Einfahren in eine neue Sollposition
zu realisieren.
Um dies zu erreichen, sind Vorrichtungen und Verfahrensweisen bekannt,
um beim Geschwindigkeitsverlauf von solchen Systemen eine Glättung zu
erreichen.
So ist aus DE-OS 29 19 730 eine Schaltungsanordnung zur Glättung unstetig
verlaufender Sollwertänderungen bekannt, die unter Verwendung
von Bauelementen, wie z. B. Integrier- und Differenziergliedern, Produkt-
und Differenzbildnern und Interpolatoren, den sprunghaften Übergang
eines Sollwertes zum neuen Sollwert in einen vorgegebenen funktionellen,
zeitabhängigen Übergang wandeln. Nachteilig in dem vorstehend
beschriebenen, herkömmlichen Servosteuersystem ist insbesondere
die Tatsache, daß die Steuerung des Steuerobjekts immer um die Zeitkonstanten
der verwendeten Bauelemente verzögert erfolgt und die
Schaltungsausführung sehr komplex und aufwendig ist.
Bekannt ist weiterhin eine Steuervorrichtung für Stellmotoren (DE 30 02
501 C2), in deren Steuerkreis ein Lesespeicher vorgesehen ist, in
welchem eine Steuercharakteristik derart eingespeichert ist, daß ein
Stellmotor mit einer relativ steil verlaufenden Steuerkurve hoch bzw.
herunter gefahren werden kann, wobei die Steuerkurve im Bereich der
Selbstanlaufdrehzahl des Motors einen relativ flach verlaufenden Bereich
besitzt.
Diese bekannte Einrichtung gewährleistet zwar ein Langsamfahren bzw.
Langsamabbremsen der Geschwindigkeit beim Start bzw. Stop des Motors,
jedoch müssen die gewünschten Steuercharakteristiken abgelegt werden, so daß
nur eine beschränkte Anzahl von gewünschten Steuercharakteristika
abrufbar sind, die auch nur für bestimmte eintretende
Ereignisse abgelegt wurden, und somit nicht immer eine situativ angemessene
Reaktion des Steuersystems auf externe Ereignisse gewährleistet
ist.
Aus der DE 30 23 594 C2 ist ferner eine Schaltungsanordnung zum Ermitteln
eines geglätteten Geschwindigkeitswertes für das Einstellen
einer Bremse insbesondere für eine Eisenbahnwagenablaufanlage bekannt.
Diese Anordnung weist eine Verarbeitungseinrichtung auf, die an eine
Geschwindigkeitsmeßeinrichtung angeschlossen ist, um einen Mittelwert
aus einer festgelegten Anzahl von in aufeinanderfolgenden Meßzeitspannen
ermittelten Geschwindigkeitsmeßimpulsen des Fahrzeugs zu bilden
und zu diesem Mittelwert eine von der geforderten Sollbeschleunigung
des Fahrzeugs abhängige Korrekturgröße unter Bildung eines
Eingangssignals für eine Bremsen-Betätigungseinrichtung zu addieren, welches
einer mit der Verarbeitungseinrichtung verbundenen Bremsen-Betätigungseinrichtung
zuführbar ist.
Der Nachteil dieser bekannten Schaltungsanordnung ist insbesondere
darin zu sehen, daß ein aufwendiges Steuerprinzip angewendet wird und
hohe Anforderungen an die Sensorik gestellt werden.
Ein weiteres Beispiel eines bekannten Servosteuersystems wird nachstehend
anhand der Fig. 1 kurz beschrieben.
In Fig. 1 ist ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Servo
steuersystems dargestellt, welches einen Mikrocomputer 1
aufweist, welcher für eine Steuerung einen Befehl für eine Sollposition,
eine Sollgeschwindigkeit und die daraus resultierende Sollbewegungsstrecke abgibt. Ein
Impulsverteiler 2 erzeugt Impulse, welche der von dem Mikro
computer 1 ausgegebenen Sollbewegungsstrecke entsprechen.
Hierbei wird die Frequenz dieser Impulse in die befohlene
Sollgeschwindigkeit umgesetzt. Eine Subtrahiereinheit 3
dient dazu, ein Signal abzugeben, welches die Phasendiffe
renz zwischen den Impulsen von dem Impulsverteiler 2 und
einem Phasensignal anzeigt, welches einer augenblicklichen
Position des Steuerobjekts entspricht und welches von einem
nachfolgend noch zu beschreibenden Positionsdetektor 9 ab
gegeben worden ist. Es sind auch noch eine weitere Subtra
hiereinheit 4, die die Differenz zwischen einem Phasendif
ferenzsignal von der Subtrahiereinheit 3 einem Drehzahl
signal von einem nachfolgend noch zu beschreibenden Tacho
generator 8 berechnet, und ein Verstärker 5 zum Verstär
ken des Differenzsignals der Subtrahiereinheit 4 dar
gestellt. Ein Servomotor 6 wird entsprechend einem Signal
von dem Verstärker 5 mit einer Drehzahl angetrieben, welche
immer in Übereinstimmung mit dem jeweiligen Geschwindigkeits
befehl gehalten wird. Ferner ist eine mit dem Servomotor
6 verbundene Last 7, nämlich das Steuerobjekt dargestellt.
Im Falle einer automatischen Zeichenmaschine kann beispiels
weise die Last 7 ein Kopf sein, welcher ein Schreibgerät
trägt und sich auf einem Blatt Aufzeichnungspapier bewegt.
Der Tachogenerator 8 ist ebenfalls mit dem Servomotor 6 ver
bunden. Der Tachogenerator 8 gibt als Signal die au
genblickliche Drehzahl des Servomotors 6 ab. Der Positions
detektor 9 ist mit dem Servomotor 6 verbunden und gibt Da
ten der augenblicklichen Position
der Last 7 ab.
Mit Hilfe einer solchen Einrichtung wird das Steuerobjekt
mit einer Geschwindigkeit, welche dem befohlenen Wert ent
spricht, in eine Sollposition bewegt.
In dem vorstehend beschriebenen, herkömmlichen Servosteuer
system kann die Geschwindigkeitssteuerung dadurch durchge
führt werden, daß Impulse in einem Impulsverteiler 2 erzeugt
werden und diese dann in Impulse einer Frequenz umgesetzt
werden, welche dem befohlenen Geschwindigkeitswert ent
spricht. Mit anderen Worten, der Impulsverteiler 2 ist ent
sprechend ausgelegt, um Signale in Intervallen
zu erzeugen, welche einer vorgegebenen Geschwindigkeit ent
sprechen. Um derartige Ausgangswerte zu
erhalten, muß der Impulsverteiler 2 eine breitbandige Um
setzfunktion für Impulsfrequenzen haben, wodurch sich je
doch die Schwierigkeit ergibt, daß die Schaltungsausführung
des Impulsverteilers 2 zwangsläufig sehr komplex und groß
wird.
Bei dem herkömmlichen Servosteuersystem ändert sich die Be
schleunigung in beträchtlichem Umfang, so daß Stöße bzw.
Schläge und Schwingungen auf eine zugeordnete Maschine aus
geübt werden. Dies wiederum hat ein Lösen von Schrauben, ein
Trennen von miteinander verbundenen Teilen usw. zur Folge,
wodurch die Lebens- bzw. Nutzungsdauer sowie die Genauigkeit
der Maschine gemindert werden. Darüber hinaus können Schwin
gungen im Verlauf einer Bewegung beispielsweise zu Unan
nehmlichkeiten führen, so daß beispielsweise im Falle einer
automatischen Zeichenmaschine geforderte Liniensegmente
nicht genau gezeichnet werden können oder im Falle einer
Werkzeugmaschine ein gefordertes Schneiden nicht durchge
führt werden kann. Als Gegenmaßnahme ist daher ein Impuls
frequenz-Bestimmungssystem erforderlich, wodurch das Ser
vosteuersystem wiederum kompliziert und teuer wird.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung ein Servosteuersystem zu
schaffen, mit welchem die vorstehend beschriebenen
Schwierigkeiten herkömmlicher Systeme gelöst werden können,
das darüberhinaus einen einfachen Aufbau hat, ein Geschwindig
keitsmuster erzeugen kann, das sich für eine Maschine als
einem Steuerobjekt eignet, und das Schläge bzw. Stöße und
Schwingungen merklich mindern kann. Diese Aufgabe wird
mit einem Steuersystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs
gelöst.
Wenn gemäß der Erfindung eine Sollposition und eine Sollgeschwindigkeit
von einer Befehlseinrichtung eingegeben
werden, wird zunächst die Sollbewegungsstrecke berechnet
und diese unter Berücksichtigung der Sollgeschwindigkeit
in eine Anzahl von gleich langen Streckenabschnitten
eingeteilt, die in gleichen Zeiteinheiten zurückgelegt
werden sollen. Eine vorherbestimmte Anzahl zusätzlicher
Zeiteinheiten, in welchen jeweils die Streckenabschnitte
auf den Wert Null gesetzt werden, werden vor und nach der
Gruppe der obigen Zeiteinheiten der Sollbewegungsstrecke
hinzugefügt. Andererseits werden für jede Zeiteinheit in
einer festgelegten Anzahl von Zeiteinheiten vor dieser
Zeiteinheit die jeweiligen Streckenabschnitte mit je einem
Wichtungsfaktor multipliziert, die so gewichteten Streckenabschnitte
addiert und durch Division der Summe der gewichteten
Streckenabschnitte durch die Summe der Wichtungsfaktoren
jeweils ein gemittelter Streckenabschnitt
berechnet.
Auf diese Weise wird für die gesamte Sollbewegungsstrecke ein entsprechendes Geschwindigkeits
muster erzeugt. Durch eine auf diesem Geschwindigkeits
muster basierende Steuerung wird dann eine Antriebseinrich
tung betätigt. Folglich kann der Aufbau eines Servosteuer
systems entsprechend vereinfacht werden. Ebenso ist es auch
möglich, ein Geschwindigkeitsmuster zu erhalten, das zu
den charakteristischen Eigenschaften einer zugeordneten Ma
schine paßt, wodurch es dann ermöglicht wird, Schläge, Stöße
und Schwingungen einer Maschine in beträchtlichem Maße zu
verringern.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeich
nung im einzelnen erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Servo
steuersystems;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Servosteuersystems gemäß
einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 3(a) bis 3(e) in Form eines Diagramms den Entstehungs
vorgang eines Geschwindigkeitsmusters und
Fig. 4 und 5 verschiedene Formen von Geschwindigkeitsmustern.
Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird nunmehr das Servosteuer
system gemäß einer Ausführungsform der Erfindung beschrie
ben. In Fig. 2 sind die Teile, die bereits in Fig. 1
dargestellt sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet
und daher nicht noch einmal beschrieben. Eine Steuer
einheit 10 ist als ein Mikrocomputer ausgeführt. In der dar
gestellten Ausführungsform werden die Funktionen des Mikro
computers 1, des Impulsverteilers 2 und der Subtrahierein
heit 3 in dem in Fig. 1 dargestellten Systems von der Steuer
einheit 10 durchgeführt.
Als nächstes wird die Arbeitsweise der Steuereinheit 10
unter Bezugnahme auf die in Fig. 3(a) bis 3(e) dargestell
ten Graphen beschrieben. Die augenblickliche Position der
Last 7 und eine Sollposition, in welche die Last 7 zu be
wegen ist, seien A bzw. B. Die Stelle einer
Position B in dem X-Y-Koordinatensystem und eine Soll
geschwindigkeit werden in die Steuereinheit 10 einge
geben. Die Stelle der Position A in dem X-Y-Koordinatensystem
ist selbstverständlich bekannt. Die Steuereinheit 10
berechnet "verteilte Daten" für die X- und die Y-Achse auf der
Basis dieser Werte. Mit dem Begriff "verteilte Daten", wie
er hier verwendet wird, seien alle Daten der Bewegungsstrec
ke gemeint, d. h. auch die Sollgeschwindigkeit während der
jeweiligen Zeiteinheiten.
Die "verteilten Daten" Dx für die X-Achse und die "verteilten
Daten" Dy für die Y-Achse können durch die folgenden Formel
ausgedrückt werden:
wobei
x : die Sollstrecke in Richtung der X-Achse;
y : die Sollstrecke in Richtung der YAchse;
l : den Abstand zwischen dem Punkt A und Punkt B;
v : die Sollgeschwindigkeit, und
N : die Zahl der digitalen Zeiteinheiten bedeuten.
y : die Sollstrecke in Richtung der YAchse;
l : den Abstand zwischen dem Punkt A und Punkt B;
v : die Sollgeschwindigkeit, und
N : die Zahl der digitalen Zeiteinheiten bedeuten.
Um das Verständnis zu erleichtern, wird nunmehr ein speziel
les Beispiel beschrieben, in welchem Befehle eingegeben
worden sind, daß die Sollbewegungsstrecke 600 mm in der X-
Richtung ist, und die befohlene Geschwindigkeit 60 mm/s
ist. Mit x=600, y=0 und v=60 in den vorstehend ange
führten Formeln (1) und (2) werden N=10, Dx=60 und
Dy=0. Die verteilten Daten sind jeweils die Bewegungsstrecke
Dx (60) für jede der N (10) Zeiteinheiten.
Fig. 3(a) zeigt die vorstehend beschriebene Gruppe von ver
teilten Daten, wobei N=10 und Dx=60 sind. In Fig. 3(a)
ist die Zeit auf der Abszisse aufgetragen, während die verteilten
Daten entlang der Koordinate aufgetragen sind. Somit wird
eine Bewegungsstrecke von 60 mm zehnmal abgegeben, und zwar
eine für jede Zeiteinheit. Zu den verteilten Daten, welche
durch eine solche Verteilungsverarbeitung erhalten und in
Fig. 3(a) dargestellt sind, werden zusätzliche
Zeiteinheiten, in welchen die Bewegungsstrecke 0 gesetzt ist, angefügt.
Dies ist in dem Graphen der Fig. 3(b) darge
stellt. Zwei Gruppen von je vier Zeiteinheiten, in welchen die
Bewegungsstrecke 0 ist, werden hinzugefügt, und zwar eine
Gruppe vor den "verteilten Daten" und die andere Gruppe nach
den "verteilten Daten". Durch das Erweitern um die zwei Gruppen
von je vier Zeiteinheiten ist die Gesamtanzahl der Zeiteinhei
ten 18 geworden. Hier wird dann das Wichtungsverfahren durchge
führt, wobei
im dargestellten Ausführungs
beispiel die Wichtungsfaktoren d folgendermaßen gesetzt werden:
d1=1, d2=2, d3=3, d4=3, und d5=3.
Diese Wichtungsfaktoren werden im Hinblick auf
charakteristische Eigenschaften (Schwingungs-, Beschleuni
gungs- und Verzögerungseigenschaften, usw.) der zugeordne
ten Maschine als dem Steuerobjekt bestimmt, so daß ein
Geschwindigkeitsmuster, das zu diesen Eigenschaften paßt,
erzeugt werden kann. Wie an dem linken Ende der Fig. 3(b)
dargestellt, wird die Gruppe der vorerwähnten Wichtungen
nacheinander für die einzelnen Zeiteinheiten durchgeführt, wobei
an der ersten Zeiteinheit in der Reihenfolge der Wichtungen
begonnen wird. Die Anzahl der hinzugefügten Zeiteinheiten, in welchen die
Bewegungsstrecke auf 0 gesetzt ist,
ist um 1 kleiner als die Anzahl der
Wichtungsfaktoren (5 in der dargestellten Ausführungsform), d. h
4 in der vorliegenden Ausführungsform. Folglich können die
Geschwindigkeitsbefehlswerte Xi durch folgende Formel
ausgedrückt werden:
wobei
Xi : die zu berechnenden Geschwindigkeitsbefehlswerte;
i : die Nummer der entsprechenden Zeiteinheiten der Geschwindigkeitsbefehlswerte (beginnend bei 0);
s : Summe der Wichtungsfaktoren;
k : Nummer der einzelnen Wichtungen, und
x : "verteilte Daten" sind.
i : die Nummer der entsprechenden Zeiteinheiten der Geschwindigkeitsbefehlswerte (beginnend bei 0);
s : Summe der Wichtungsfaktoren;
k : Nummer der einzelnen Wichtungen, und
x : "verteilte Daten" sind.
Nunmehr wird der Geschwindigkeitsbefehlswert für die erste
(0-te) Zeiteinheit entsprechend der Formel (3) bestimmt:
Dieser erste Geschwindigkeitsbefehlswert von "15" ist in Fig. 3(c)
dargestellt.
Ohne die Reihenfolge der Wichtungen zu modifizieren, wird
als nächstes der Wichtungsvorgang für die
nächste Gruppe von Zeiteinheiten durchgeführt, die um eine
Zeiteinheit verschoben sind, und es wird wieder die entsprechende Operation
nach Formel (3) durchgeführt. Bei dieser Operation
ergibt sich ein Geschwindigkeitsbefehlswert von "30" für diese
Zeiteinheit, wie es in Fig. 3(d) dargestellt ist.
Auf genau dieselbe Weise wird als nächster Geschwindigkeits
befehlswert "45" für die folgende Zeiteinheit berechnet,
wie es in Fig. 3(e) dargestellt ist. Diese Verarbei
tungsprozedur wird wiederholt, und schließlich wird dann das Wichtungsverfahren
für die Zeiteinheiten die
an dem rechten Ende der Fig. 3(b) zu sehen sind, durchgeführt, um schließlich
einen 13-ten Geschwindigkeitsbefehlswert von "5" zu erhalten. In
Fig. 4 sind alle erhaltenen Geschwindigkeitsbefehlswerte dargestellt,
nämlich ein Geschwindigkeitsmuster, das auf die vorstehend
beschriebene Weise erhalten worden ist. In Fig. 4 ist mit
T eine Beschleunigungszeit bezeichnet. In der dargestellten
Ausführungsform ist die Beschleunigungszeit gleich "5" Zeit
einheiten.
Die Geschwindigkeitsbefehlswerte werden nacheinander in der
Steuereinheit 10 summiert, wobei sie in X-Achsen-Positions
befehlswerte umgesetzt werden. Eine augenblickliche X-Ach
sen-Position (ein Koordinatenwert), welche von dem Posi
tionsdetektor 9 erfaßt worden ist, wird mit einem ent
sprechenden Wert dieser X-Achsen-Positions-Befehlswerte
verglichen, wobei dann die Differenz zwischen den beiden Werten berechnet
wird. Die auf diese Weise berechnete Differenz wird dann
als die Positionsabweichung von der Steuereinheit 10 an
die Subtrahiereinheit 4 abgegeben. Die vorstehend beschrie
bene Operation wird durchgeführt, wenn Bewegungsbefehle
allein für die X-Achsen-Richtung eingegeben werden. Eine ähn
liche Operation wird durchgeführt, wenn Bewegung
in der Y-Achsen-Richtung eingegeben werden.
In der beschriebenen Ausführungsform werden Geschwindigkeitsbefehlswerte
dadurch erhalten, daß gewichtete Geschwindigkeitswerte jeweils zu den "verteilten Da
ten" addiert werden und dann eine Mittelung durchgeführt
wird. Folglich kann ein Servosteuersystem erforderlichen
falls in eine solche Ausführung vereinfacht werden, die für
sich eine solche Berechnung durchführen kann.
Außerdem kann durch Auswäh
len geeigneter Wichtungsfaktoren ein Geschwindigkeitsmuster er
zeugt werden, das den Eigenschaften der zugeordneten Maschine
entspricht, so daß Schläge bzw. Stöße und Schwingungen in
beträchtlichem Umfang gemindert werden können. Im allgemeinen
ist die Reibung (stationäre Reibung), wenn eine Maschine
sich zu bewegen beginnt, größer als die Reibung (dynamische
Reibung), wenn die Maschine stoppt. In der dargestellten Aus
führungsform kann, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, ein nicht
symmetrisches Geschwindigkeitsmuster (d. h. das am Anfang
"schneller" und zum Zeitpunkt des Stoppens "langsamer" ist),
welches den Eigenschaften einer derartigen Maschine entspricht
erzeugt werden, so daß die vorstehend beschriebenen vorteil
haften Wirkungen vollständig erhalten werden können.
In Fig. 5 ist ein Geschwindigkeitsmuster dargestellt, das
durch eine Abwandlung der vorstehend beschriebenen Ausfüh
rungsform erhalten worden ist. ln dieser Abwandlung werden die
Wichtungsfaktoren d folgendermaßen gesetzt:
d1=1, d2=2, d3=4, d4=2, d5=1.
Wenn derartige Wichtungen als ein Satz verwendet werden,
kann ein symmetrisches Geschwindigkeitsmuster erhalten werden,
wie es in Fig. 5 dargestellt ist. Ein derartiges Geschwin
digkeitsmuster ist im Vergleich zu dem Geschwindigkeitsmu
ster der vorhergehenden Ausführungsform (siehe Fig. 4) glat
ter, wodurch die maximalen Beschleunigungs- und Verzögerungs
gradienten größer
sind.
Mit dieser erfindungsgemäßen Modifikation können dieselben
vorteilhaften Wirkungen wie bei der vorherigen Ausführungs
form erreicht werden. In der vorherigen Ausführungsform
und in ihrer Abwandlung wurden beispielsweise
5 Wichtungen
verwendet. Es sollte allerdings beachtet werden, daß die
Ausführungsform und deren Abwandlung nur ausgewählt wurden,
um das Verständnis zu erleichtern. Die tatsächliche Be
schleunigungszeit T und die Verzögerungszeit sind im all
gemeinen 20 oder mehr Zeiteinheiten lang. Daher sind die
Wichtungsfaktoren und die Anzahl der Wichtungen nicht auf die vor
stehend beschriebenen Beispiele beschränkt, sondern können
in Abhängigkeit von den Eigenschaften der jeweiligen Ma
schine frei gewählt werden.
Claims (1)
- Servosteuersystem mit einem Servomotor zum Antreiben eines Steuerobjekts, mit einer Einrichtung zur Eingabe einer Sollposition und einer Sollgeschwindigkeit des Steuerobjekts und mit einer Steuereinheit zur Steuerung des Servomotors, die aus der Differenz zwischen Ist- und Sollposition die Sollbewegungsstrecke berechnet, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinheit nach jeder Eingabe einer Sollposition
- - die Sollbewegungsstrecke unter Berücksichtigung der Sollgeschwindigkeit in eine Anzahl von gleich langen Streckenabschnitten einteilt, die in gleichen Zeiteinheiten zurückgelegt werden sollen,
- - die Zahl der Zeiteinheiten um eine festgelegte Anzahl zusätzlicher Zeiteinheiten gleicher Länge erweitert, die unmittelbar vor und nach den Zeiteinheiten der Sollbewegungsstrecke liegen und für die die Streckenabschnitte auf den Wert Null gesetzt sind,
- - für jede Zeiteinheit in einer festgelegten Anzahl von Zeiteinheiten vor dieser Zeiteinheit die jeweiligen Streckenabschnitte mit je einem Wichtungsfaktor multipliziert, die so gewichteten Streckenabschnitte addiert und durch Division der Summe der gewichteten Streckenabschnitte durch die Summe der Wichtungsfaktoren jeweils einen gemittelten Streckenabschnitt berechnet,
- - die Berechnung der gemittelten Streckenabschnitte nacheinander für alle Zeiteinheiten durchführt, bis für die letzte zusätzliche Zeiteinheit die Sollposition erreicht wird, und
- - den Servomotor (6) mit dem sich aus den gemittelten Streckenabschnitten ergebenden Geschwindigkeitsverlauf zum Erreichen der Sollposition betätigt.
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
JP63333626A JPH02178811A (ja) | 1988-12-29 | 1988-12-29 | サーボ制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3943342A1 DE3943342A1 (de) | 1990-07-05 |
DE3943342C2 true DE3943342C2 (de) | 1994-11-17 |
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Family Applications (1)
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JP (1) | JPH02178811A (de) |
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Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0454885A (ja) * | 1990-06-19 | 1992-02-21 | Mitsubishi Electric Corp | サーボモータ用監視装置 |
US5196774A (en) * | 1991-07-22 | 1993-03-23 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Digital servo system |
US5332955A (en) * | 1991-07-24 | 1994-07-26 | Carco Electronics | Position sensing apparatus with continuous update |
US5371669A (en) * | 1992-06-18 | 1994-12-06 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Sliding mode control method having terminal convergence in finite time |
DE4343020C2 (de) * | 1993-12-16 | 1996-11-28 | Zinser Textilmaschinen Gmbh | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung der Bewegung eines Maschinenelements |
KR970707478A (ko) * | 1994-11-11 | 1997-12-01 | 디터 크리스트;하르도 노르트만 | 다수의 블록에 유효한 임의의 오버라이드 범위용 속도 제어 방법 및 장치(speed control for any override range effective over a plurality of blocks) |
US6240626B1 (en) * | 1997-02-21 | 2001-06-05 | Novopress Gmbh Pressen Und Presswerkzauge & Co. Kg | Pressing device |
JP2001092533A (ja) * | 1999-09-21 | 2001-04-06 | Yaskawa Electric Corp | 速度データの動的最適化方法 |
JP5341554B2 (ja) * | 2009-02-26 | 2013-11-13 | 太平洋セメント株式会社 | 位置決め制御ユニット、位置決め制御方法および位置決め制御プログラム |
JP5375703B2 (ja) * | 2010-03-26 | 2013-12-25 | ブラザー工業株式会社 | 数値制御装置 |
Family Cites Families (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3110865A (en) * | 1960-04-18 | 1963-11-12 | Gen Electric | Feed rate control system |
US3206663A (en) * | 1962-11-29 | 1965-09-14 | Cincinnati Milling Machine Co | Machine tool position control servomechanism with positioning rate control |
US3428792A (en) * | 1965-06-21 | 1969-02-18 | Gen Electric | Velocity control system |
US3777855A (en) * | 1971-07-19 | 1973-12-11 | Elevators Pty Ltd | Pattern generator for the control of motion of a body movable over a predetermined path |
DD138448B1 (de) * | 1978-08-21 | 1980-06-25 | Siegfried Schleicher | Schaltungsanordnung zur glaettung unstetig verlaufender sollwertaenderungen |
US4353020A (en) * | 1978-11-01 | 1982-10-05 | Plessey Peripheral Systems | Impact printer programmed servo system |
JPS55103097A (en) * | 1979-01-29 | 1980-08-06 | Hitachi Ltd | System for driving motor for moving stage |
US4331910A (en) * | 1980-02-04 | 1982-05-25 | Fujitsu Fanuc Limited | Positioning control system |
DE3023594C2 (de) * | 1980-06-24 | 1985-08-29 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Schaltungsanordnung zum Ermitteln eines geglätteten Geschwindigkeitswertes für das Einstellen einer Bremse, insbesondere für eine Eisenbahnwagen-Ablaufanlage |
US4345194A (en) * | 1980-12-01 | 1982-08-17 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Control system to reduce the effects of friction in drive trains of continuous-path-positioning systems |
US4341986A (en) * | 1981-01-22 | 1982-07-27 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Servo control system for the positioning of an apparatus |
JPS58181115A (ja) * | 1982-04-16 | 1983-10-22 | Fanuc Ltd | 位置制御装置 |
JPS59168513A (ja) * | 1983-03-16 | 1984-09-22 | Fanuc Ltd | 加減速制御方式 |
DE3408551A1 (de) * | 1984-03-08 | 1985-09-12 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum verringern von bahnfehlern bei rechnergesteuerten werkzeugmaschinen oder industrierobotern |
JPS61163404A (ja) * | 1985-01-12 | 1986-07-24 | Fanuc Ltd | サ−ボコントロ−ラのインタフエイス方式 |
JP2638594B2 (ja) * | 1986-11-08 | 1997-08-06 | フアナツク株式会社 | デイジタルサーボシステム |
JPS63167906A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-12 | Hitachi Seiko Ltd | サ−ボ制御装置 |
US4814680A (en) * | 1987-08-21 | 1989-03-21 | Sundstrand Corporation | Servo loop control for a coriolis rate sensor dither drive |
-
1988
- 1988-12-29 JP JP63333626A patent/JPH02178811A/ja active Pending
-
1989
- 1989-12-28 US US07/458,345 patent/US4968923A/en not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-29 DE DE3943342A patent/DE3943342C2/de not_active Expired - Lifetime
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---|---|
DE3943342A1 (de) | 1990-07-05 |
US4968923A (en) | 1990-11-06 |
JPH02178811A (ja) | 1990-07-11 |
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