JPH04365954A - サーボの追従制御方法 - Google Patents
サーボの追従制御方法Info
- Publication number
- JPH04365954A JPH04365954A JP14043391A JP14043391A JPH04365954A JP H04365954 A JPH04365954 A JP H04365954A JP 14043391 A JP14043391 A JP 14043391A JP 14043391 A JP14043391 A JP 14043391A JP H04365954 A JPH04365954 A JP H04365954A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- servo
- acceleration
- deceleration
- speed
- stepping motor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Control Of Position Or Direction (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
- Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボの追従制御方法
に係わり、詳しくはステツピングモータを使用したサー
ボの追従制御方法に係わる。
に係わり、詳しくはステツピングモータを使用したサー
ボの追従制御方法に係わる。
【0002】
【従来の技術】通常、ステツピングモータを使用したサ
ーボの制御方法は、予めステツピングモータの目標ステ
ツプ位置が決定されている場合には有効であるが、例え
ば、ステツピングモータを使用してエンジンのスロツト
ル弁を電子制御するようなスロツトル弁制御方法の場合
には、スロツトル弁の開度が走行状態に応じて常時変化
するため、ステツピングモータの目標ステツプ位置が常
時変化することとなり、追従性が悪くなるという欠点を
有する。
ーボの制御方法は、予めステツピングモータの目標ステ
ツプ位置が決定されている場合には有効であるが、例え
ば、ステツピングモータを使用してエンジンのスロツト
ル弁を電子制御するようなスロツトル弁制御方法の場合
には、スロツトル弁の開度が走行状態に応じて常時変化
するため、ステツピングモータの目標ステツプ位置が常
時変化することとなり、追従性が悪くなるという欠点を
有する。
【0003】そこで、上記欠点を解消するため、目標ス
ピードレベルを、目標ステツプ位置と現在のステツプ位
置との偏差からテーブルを参照して求めるサーボの追従
制御方法が知られている(特開昭61−138855号
公報参照)。
ピードレベルを、目標ステツプ位置と現在のステツプ位
置との偏差からテーブルを参照して求めるサーボの追従
制御方法が知られている(特開昭61−138855号
公報参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記サ
ーボの追従制御方法の場合、目標スピードレベルを目標
ステツプ位置と現在のステツプ位置との差異からテーブ
ルを参照して求める為、考えられる偏差分だけのテーブ
ルが必要となり、メモリを多く必要とする。仮に何らか
の方法を用いてテーブルを節約したとしても、その為の
処理が複雑となりメモリや信頼性の面からも好ましくな
い。
ーボの追従制御方法の場合、目標スピードレベルを目標
ステツプ位置と現在のステツプ位置との差異からテーブ
ルを参照して求める為、考えられる偏差分だけのテーブ
ルが必要となり、メモリを多く必要とする。仮に何らか
の方法を用いてテーブルを節約したとしても、その為の
処理が複雑となりメモリや信頼性の面からも好ましくな
い。
【0005】また、回転方向、目標ステツプ位置、そし
て目標スピードレベル等に応じて分岐判断処理が多く、
プログラム及び動作チエツク等が難しくなるため、信頼
性の面で好ましくない。
て目標スピードレベル等に応じて分岐判断処理が多く、
プログラム及び動作チエツク等が難しくなるため、信頼
性の面で好ましくない。
【0006】そこで本発明は、サーボを常時最適な加減
速で駆動することにより、サーボの目標ステツプ位置ま
での応答時間を最短にして追従性を向上することを技術
的課題とする。更に、メモリ及び分岐判断処理を少なく
することにより、信頼性が高く、かつ簡易な追従制御方
法を提供することを技術的課題とする。
速で駆動することにより、サーボの目標ステツプ位置ま
での応答時間を最短にして追従性を向上することを技術
的課題とする。更に、メモリ及び分岐判断処理を少なく
することにより、信頼性が高く、かつ簡易な追従制御方
法を提供することを技術的課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、位置又は角度
によつて制御され、かつ目標値に追従するサーボ、サー
ボの動作方向及び加減速方向に応じてサーボの作動状態
を設定する工程、サーボの目標値と現在値との偏差を算
出する工程、サーボの速度を算出する工程、サーボの作
動を偏差と速度との関係から求まる最適加減速曲線群の
位相平面で表すと共に、最適加減速曲線群を加減速テー
ブルとして記憶する工程、加減速テーブルに基づきサー
ボの作動状態に対応する複数のモードを設定し、かつ複
数のモード間を遷移すると共に、サーボの作動状態から
判別されたモードに対応してサーボを最適加減速曲線に
沿つて作動する工程を含むようにしたことである。
によつて制御され、かつ目標値に追従するサーボ、サー
ボの動作方向及び加減速方向に応じてサーボの作動状態
を設定する工程、サーボの目標値と現在値との偏差を算
出する工程、サーボの速度を算出する工程、サーボの作
動を偏差と速度との関係から求まる最適加減速曲線群の
位相平面で表すと共に、最適加減速曲線群を加減速テー
ブルとして記憶する工程、加減速テーブルに基づきサー
ボの作動状態に対応する複数のモードを設定し、かつ複
数のモード間を遷移すると共に、サーボの作動状態から
判別されたモードに対応してサーボを最適加減速曲線に
沿つて作動する工程を含むようにしたことである。
【0008】また、モードは、位相平面の原点に収束す
る最適加減速曲線と速度との関係から判別され、サーボ
の作動状態を、開方向かつ加速定速の状態、開方向かつ
減速の状態、閉方向かつ加速定速の状態、閉方向かつ減
速の状態、および停止又は微小動作の状態に分けられる
工程を含むようにしたことである。
る最適加減速曲線と速度との関係から判別され、サーボ
の作動状態を、開方向かつ加速定速の状態、開方向かつ
減速の状態、閉方向かつ加速定速の状態、閉方向かつ減
速の状態、および停止又は微小動作の状態に分けられる
工程を含むようにしたことである。
【0009】更に、加減速テーブルは、サーボの性能に
よつて最適加減速曲線を決定する工程を含むようにした
ことである。
よつて最適加減速曲線を決定する工程を含むようにした
ことである。
【0010】
【発明の作用】以上説明したように本発明は、目標位置
が常時変化しても、ステツピングモータの作動状態はマ
ツプデータ又は加減速テーブルに基づき、5種類のモー
ドのうちの何れか1つに対応する。そして、各モードの
最適加減速曲線に沿つて追従制御される。従つて、サー
ボであるステツピングモータの作動は、常時最適な加減
速によつて行われ、目標位置までの応答時間を最短にす
ることとができる。
が常時変化しても、ステツピングモータの作動状態はマ
ツプデータ又は加減速テーブルに基づき、5種類のモー
ドのうちの何れか1つに対応する。そして、各モードの
最適加減速曲線に沿つて追従制御される。従つて、サー
ボであるステツピングモータの作動は、常時最適な加減
速によつて行われ、目標位置までの応答時間を最短にす
ることとができる。
【0011】また、ただ1つの最大速度までのマツプデ
ータを持つだけだけでよく、メモリの冗長性が無い。
ータを持つだけだけでよく、メモリの冗長性が無い。
【0012】更に、5種類のモードによつてステツピン
グモータの作動状態を分けているので、分岐判断処理が
少なく、視覚的に動作を捕らえることが出来るため、信
頼性の高いプログラムを構成出来る。
グモータの作動状態を分けているので、分岐判断処理が
少なく、視覚的に動作を捕らえることが出来るため、信
頼性の高いプログラムを構成出来る。
【0013】
【実施例】以下、本発明の1実施例を図面を用いて詳述
する。
する。
【0014】本実施例のサーボは、位置を操作するステ
ツピングモータであつて、自動車用エンジンのスロツト
ル弁の開度を電子制御するサーボシステムに適用される
。
ツピングモータであつて、自動車用エンジンのスロツト
ル弁の開度を電子制御するサーボシステムに適用される
。
【0015】図1は、本実施例のサーボシステムのシス
テムブロツク図である。尚、矢視の向きは各出力信号の
向きを示す。スロツトル弁1は、ステツピングモータ2
の操作量に応じて制御される。ステツピングモータ2に
は、点線で示されるセントラル・プロセツシング・ユニ
ツト(以下、CPU)からの出力信号がステツピングモ
ータ2の駆動回路3に入力される。
テムブロツク図である。尚、矢視の向きは各出力信号の
向きを示す。スロツトル弁1は、ステツピングモータ2
の操作量に応じて制御される。ステツピングモータ2に
は、点線で示されるセントラル・プロセツシング・ユニ
ツト(以下、CPU)からの出力信号がステツピングモ
ータ2の駆動回路3に入力される。
【0016】CPU内では、アクセルペダル(図示せず
)の開度を検出するアクセルセンサ4からの出力信号が
目標開度演算回路5へ出力され、ステツピングモータ2
の目標位置(目標開度)が演算される。また、駆動回路
3へステツピングモータ2の操作量である駆動パルスを
出力する駆動パルス発生器6からの出力信号が現在開度
演算回路7へ出力され、ステツピングモータ2の現在位
置(現在開度)が演算される。
)の開度を検出するアクセルセンサ4からの出力信号が
目標開度演算回路5へ出力され、ステツピングモータ2
の目標位置(目標開度)が演算される。また、駆動回路
3へステツピングモータ2の操作量である駆動パルスを
出力する駆動パルス発生器6からの出力信号が現在開度
演算回路7へ出力され、ステツピングモータ2の現在位
置(現在開度)が演算される。
【0017】目標開度演算回路5及び現在開度演算回路
7からの出力信号は、偏差演算回路8へ出力され、目標
位置と現在位置との偏差が算出される。偏差演算回路8
からの出力信号は後述するモード切換演算回路9へ出力
される。このモード切換演算回路9には、ステツピング
モータ2の現在速度の出力信号が、現在速度演算回路1
0から入力される。この現在速度演算回路10は、駆動
パルス発生器6からの出力信号が入力され、ステツピン
グモータ2の現在速度を演算している。更に、モード切
換演算回路9には後述する加減速テーブル11が読み出
され、上記偏差及び現在速度を加減速テーブル11と比
較することにより、複数のモードの内の1つのモード1
2が判別され、このモード12に対応した出力信号が駆
動パルス発生器6へ出力されるようになつている。
7からの出力信号は、偏差演算回路8へ出力され、目標
位置と現在位置との偏差が算出される。偏差演算回路8
からの出力信号は後述するモード切換演算回路9へ出力
される。このモード切換演算回路9には、ステツピング
モータ2の現在速度の出力信号が、現在速度演算回路1
0から入力される。この現在速度演算回路10は、駆動
パルス発生器6からの出力信号が入力され、ステツピン
グモータ2の現在速度を演算している。更に、モード切
換演算回路9には後述する加減速テーブル11が読み出
され、上記偏差及び現在速度を加減速テーブル11と比
較することにより、複数のモードの内の1つのモード1
2が判別され、このモード12に対応した出力信号が駆
動パルス発生器6へ出力されるようになつている。
【0018】上記システムでは、特に、ステツピングモ
ータの作動が、常時最適な加減速によつて行われ、目標
位置までの応答時間を最短にしている。
ータの作動が、常時最適な加減速によつて行われ、目標
位置までの応答時間を最短にしている。
【0019】本出願人は、ステツピングモータの作動が
常時最適な加減速によつて行われるようにするために、
図2で示される最適加減速曲線群をプロツトした位相平
面図を、CPUのマツプデータ又は加減速テーブルとし
て作成した。このマツプデータはCPUに記憶され、必
要に応じて読み出して使用される。
常時最適な加減速によつて行われるようにするために、
図2で示される最適加減速曲線群をプロツトした位相平
面図を、CPUのマツプデータ又は加減速テーブルとし
て作成した。このマツプデータはCPUに記憶され、必
要に応じて読み出して使用される。
【0020】図2のマツプデータは、ステツピングモー
タの作動状態を偏差と速度の位相平面で表している。従
つて、ステツピングモータの作動が常時最適な加減速に
よつて行われるようにするために、ステツピングモータ
の作動を最適加減速曲線上を移動して目標位置(原点0
)に到達するように制御すればよいことがわかる。
タの作動状態を偏差と速度の位相平面で表している。従
つて、ステツピングモータの作動が常時最適な加減速に
よつて行われるようにするために、ステツピングモータ
の作動を最適加減速曲線上を移動して目標位置(原点0
)に到達するように制御すればよいことがわかる。
【0021】その結果、ステツピングモータを高速度で
作動させて目標位置(原点0)までの応答時間を最短に
することができる。尚、矢視の向きはステツピングモー
タの作動方向を示す。また、最適加減速曲線はステツピ
ングモータの性能で決定されるものであり、ステツピン
グモータのトルク性能特性と最大負荷トルクから求める
ことができる。即ち、最適加速度aは、a=(TM −
TL)KM /JM (TM:トルク、TL :最大負
荷トルク、JM :イナーシヤ、KM :マージン)で
表される。
作動させて目標位置(原点0)までの応答時間を最短に
することができる。尚、矢視の向きはステツピングモー
タの作動方向を示す。また、最適加減速曲線はステツピ
ングモータの性能で決定されるものであり、ステツピン
グモータのトルク性能特性と最大負荷トルクから求める
ことができる。即ち、最適加速度aは、a=(TM −
TL)KM /JM (TM:トルク、TL :最大負
荷トルク、JM :イナーシヤ、KM :マージン)で
表される。
【0022】更に、本発明の場合、上記マツプデータに
基づき5種類のモードを設定して制御する。図2のマツ
プデータの位相平面図を参照すると、ステツピングモー
タの最適加減速曲線の方向は、原点0に収束する曲線及
び速度0を境界にして切り換わる。これは、図3のステ
ツピングモータの作動状態分岐図に示されるAの開方向
加速・定速領域、Bの開方向減速領域、Cの閉方向加速
・定速領域、及びDの閉方向減速領域で表すことができ
る。尚、図3は図2に対応しており、Eは速度、eは偏
差、そしてE=F(e)は最適加減速曲線の収束線を表
す。ここで、図3から明らかなように、E=F(e)及
びE=0を境界にして■〜■の切換制御が実施される。 更に、図には示されていないが、原点0付近の微調整領
域では、ステツピングモータの位置を正確に制御するた
めに、マイクロステツプを用いてステツピングモータを
微調整に制御する。
基づき5種類のモードを設定して制御する。図2のマツ
プデータの位相平面図を参照すると、ステツピングモー
タの最適加減速曲線の方向は、原点0に収束する曲線及
び速度0を境界にして切り換わる。これは、図3のステ
ツピングモータの作動状態分岐図に示されるAの開方向
加速・定速領域、Bの開方向減速領域、Cの閉方向加速
・定速領域、及びDの閉方向減速領域で表すことができ
る。尚、図3は図2に対応しており、Eは速度、eは偏
差、そしてE=F(e)は最適加減速曲線の収束線を表
す。ここで、図3から明らかなように、E=F(e)及
びE=0を境界にして■〜■の切換制御が実施される。 更に、図には示されていないが、原点0付近の微調整領
域では、ステツピングモータの位置を正確に制御するた
めに、マイクロステツプを用いてステツピングモータを
微調整に制御する。
【0023】図4は、ステツピングモータの作動状態遷
移図であつて、■〜■及び微調整領域に対応したモード
間の制御の流れを表す。
移図であつて、■〜■及び微調整領域に対応したモード
間の制御の流れを表す。
【0024】ステツピングモータの切換制御は、微調整
モードを初期設定して行われる。即ち、偏差eが微小領
域nの範囲にあるかどうか判別している。e>nであれ
ば、図3の領域Aで示される開方向加速定速モード、又
は領域Cで示される閉方向加速定速モードの制御が実行
される。即ち、ステツピングモータは、図2の最適加減
速曲線群の領域Aの曲線に沿つて作動する。次に、目標
位値又は偏差が変化してE>F(e)となれば、■の切
換制御が実行され、図3のBの領域で示される開方向減
速モードの制御が実行される。即ち、ステツピングモー
タは、図2の最適加減速曲線群の領域Bの曲線に沿つて
作動する。次に、e>0かつE=0となれば、■の切換
制御が実行され、図3のCの領域で示される閉方向加速
定速モードの制御が実行される。即ち、ステツピングモ
ータは、図2の最適加減速曲線群の領域Cの曲線に沿つ
て作動する。又、目標位値又は偏差が変化してE<F(
e)となれば、■の切換制御が実行され、図3のAの領
域で示される開方向加速定速モードに戻る。又、e<n
かつE=0となれば、微調整領域の範囲にあると判別し
て、微調整モードの制御が実行される。更に、目標位値
又は偏差が変化してE<F(e)となれば、■の切換制
御が実行され、図3のDの領域で示される閉方向減速モ
ードの制御が実行される。即ち、ステツピングモータは
、図2の最適加減速曲線群の領域Dの曲線に沿つて作動
する。又、目標位値又は偏差が変化してE>F(e)と
なれば、■の切換制御が実行され、図3のCの領域で示
される閉方向加速定速モードに戻る。又、e<0かつE
=0となれば、■の切換制御が実行され、図3の領域A
で示される開方向加速定速モード、又は領域Cで示され
る閉方向加速定速モードの制御が実行される。又、目標
位置又は偏差が変化してe<nかつE=0となれば、微
調整領域の範囲にあると判別して、微調整モードの制御
が実行される。
モードを初期設定して行われる。即ち、偏差eが微小領
域nの範囲にあるかどうか判別している。e>nであれ
ば、図3の領域Aで示される開方向加速定速モード、又
は領域Cで示される閉方向加速定速モードの制御が実行
される。即ち、ステツピングモータは、図2の最適加減
速曲線群の領域Aの曲線に沿つて作動する。次に、目標
位値又は偏差が変化してE>F(e)となれば、■の切
換制御が実行され、図3のBの領域で示される開方向減
速モードの制御が実行される。即ち、ステツピングモー
タは、図2の最適加減速曲線群の領域Bの曲線に沿つて
作動する。次に、e>0かつE=0となれば、■の切換
制御が実行され、図3のCの領域で示される閉方向加速
定速モードの制御が実行される。即ち、ステツピングモ
ータは、図2の最適加減速曲線群の領域Cの曲線に沿つ
て作動する。又、目標位値又は偏差が変化してE<F(
e)となれば、■の切換制御が実行され、図3のAの領
域で示される開方向加速定速モードに戻る。又、e<n
かつE=0となれば、微調整領域の範囲にあると判別し
て、微調整モードの制御が実行される。更に、目標位値
又は偏差が変化してE<F(e)となれば、■の切換制
御が実行され、図3のDの領域で示される閉方向減速モ
ードの制御が実行される。即ち、ステツピングモータは
、図2の最適加減速曲線群の領域Dの曲線に沿つて作動
する。又、目標位値又は偏差が変化してE>F(e)と
なれば、■の切換制御が実行され、図3のCの領域で示
される閉方向加速定速モードに戻る。又、e<0かつE
=0となれば、■の切換制御が実行され、図3の領域A
で示される開方向加速定速モード、又は領域Cで示され
る閉方向加速定速モードの制御が実行される。又、目標
位置又は偏差が変化してe<nかつE=0となれば、微
調整領域の範囲にあると判別して、微調整モードの制御
が実行される。
【0025】このようにして、目標位置が常時変化して
も、ステツピングモータの作動状態は、必ず図2のマツ
プデータに基づき、5種類のモードのうちの何れか1つ
に対応する。そして、各モードの最適加減速曲線に沿つ
て追従制御される。従つて、ステツピングモータの作動
は、常時最適な加減速によつて行われ、目標位置までの
応答時間を最短にすることとができる。
も、ステツピングモータの作動状態は、必ず図2のマツ
プデータに基づき、5種類のモードのうちの何れか1つ
に対応する。そして、各モードの最適加減速曲線に沿つ
て追従制御される。従つて、ステツピングモータの作動
は、常時最適な加減速によつて行われ、目標位置までの
応答時間を最短にすることとができる。
【0026】また、図2に示されるような、ただ1つの
最大速度までのマツプデータ又は加減速テーブルを持つ
だけだけでよく、メモリの冗長性が無い。
最大速度までのマツプデータ又は加減速テーブルを持つ
だけだけでよく、メモリの冗長性が無い。
【0027】更に、5種類のモードによつてステツピン
グモータの作動状態を分けているので、分岐判断処理が
少なく、視覚的に動作を捕らえることが出来るため、信
頼性の高いプログラムを構成出来る。
グモータの作動状態を分けているので、分岐判断処理が
少なく、視覚的に動作を捕らえることが出来るため、信
頼性の高いプログラムを構成出来る。
【0028】以下、上記構成に基づく本実施例の作動を
詳述する。
詳述する。
【0029】図5〜図10は、サーボシステムのフロー
チヤートである。
チヤートである。
【0030】本実施例は、図5に示されるサブルーチン
を実行することである。このサブルーチンは、5mms
ec の一定周期毎に、CPUのメインルーチン(図示
せず)から割込み微調整モードの制御が実行される。尚
、メインルーチン(図示せず)の周期は12mmsec
である。
を実行することである。このサブルーチンは、5mms
ec の一定周期毎に、CPUのメインルーチン(図示
せず)から割込み微調整モードの制御が実行される。尚
、メインルーチン(図示せず)の周期は12mmsec
である。
【0031】図6は、微調整モードのフローチヤートで
ある。STEP110及び120は、ステツピングモー
タの目標位置と現在位置との偏差eが、所定の微調整範
囲n内にあるかどうかを判別している。ここで、+はス
テツピングモータが開方向に作動していることを示し、
−はステツピングモータが閉方向に作動していることを
示す。これらSTEP110及び120において、何れ
もNOの場合は、偏差eが、所定の微調整範囲n内にあ
ると判断して、STEP130の微調整出力に移行する
。この微調整出力は、ステツピングモータを1ステツプ
ずつ作動させるようにする。これは、1ステツプの偏差
で加速定速モードに移行すると、原点周辺でハンチング
してしまい収束しないおそれがあると共に、低速での微
振動の原因となる可能性がある。そのため、数ステツプ
以下の偏差では加速定速モードに移行しないようにして
1ステツプずつ作動させるようにする。微調整出力後、
STEP140に移行する。ここでは、次回の割込みタ
イマを算出する。即ち、次回の割込みタイマは、CPU
内蔵のタイマ(図示せず)によつて計測された現在の時
間と、この微調整モードのサブルーチンの一定周期(5
mmsec )とを加算した時間である。そして、ST
EP150に移行して、一定周期割込みタイマが起動す
る。
ある。STEP110及び120は、ステツピングモー
タの目標位置と現在位置との偏差eが、所定の微調整範
囲n内にあるかどうかを判別している。ここで、+はス
テツピングモータが開方向に作動していることを示し、
−はステツピングモータが閉方向に作動していることを
示す。これらSTEP110及び120において、何れ
もNOの場合は、偏差eが、所定の微調整範囲n内にあ
ると判断して、STEP130の微調整出力に移行する
。この微調整出力は、ステツピングモータを1ステツプ
ずつ作動させるようにする。これは、1ステツプの偏差
で加速定速モードに移行すると、原点周辺でハンチング
してしまい収束しないおそれがあると共に、低速での微
振動の原因となる可能性がある。そのため、数ステツプ
以下の偏差では加速定速モードに移行しないようにして
1ステツプずつ作動させるようにする。微調整出力後、
STEP140に移行する。ここでは、次回の割込みタ
イマを算出する。即ち、次回の割込みタイマは、CPU
内蔵のタイマ(図示せず)によつて計測された現在の時
間と、この微調整モードのサブルーチンの一定周期(5
mmsec )とを加算した時間である。そして、ST
EP150に移行して、一定周期割込みタイマが起動す
る。
【0032】また、STEP110において、YESの
場合はSTEP200の開方向加速・定速モードに移行
する。又、STEP120において、YESの場合はS
TEP300の閉方向加速・定速モードに移行する。こ
れらSTEP200及び300では、後述する各モード
のフローチヤートが実行される。そして、STEP16
0に移行して、CPU内蔵タイマの現時間と一定時間と
を加算して次回の割込みタイマが算出される。尚、一定
時間は後述する速度カウンタより算出される。
場合はSTEP200の開方向加速・定速モードに移行
する。又、STEP120において、YESの場合はS
TEP300の閉方向加速・定速モードに移行する。こ
れらSTEP200及び300では、後述する各モード
のフローチヤートが実行される。そして、STEP16
0に移行して、CPU内蔵タイマの現時間と一定時間と
を加算して次回の割込みタイマが算出される。尚、一定
時間は後述する速度カウンタより算出される。
【0033】その後、STEP170に移行して、割込
みタイマが起動して、STEP200又はSTEP30
0の何れか一方のモードが実行される。以上、上述のS
TEPが繰り返される。
みタイマが起動して、STEP200又はSTEP30
0の何れか一方のモードが実行される。以上、上述のS
TEPが繰り返される。
【0034】図7は、図6のSTEP200の開方向加
速・定速モードのフローチヤートである。STEP21
0において、ステツピングモータは開方向に1ステツプ
駆動される。次に、STEP220において、ステツピ
ングモータの目標位置と現在位置との偏差eが算出され
る。算出された偏差eに基づき、STEP230におい
て速度カウンタEと比較される。即ち、F(e)>Eを
判別している。尚、この判別式F(e)>Eは、図3及
び図4の■の切換条件と実質的に同じである。
速・定速モードのフローチヤートである。STEP21
0において、ステツピングモータは開方向に1ステツプ
駆動される。次に、STEP220において、ステツピ
ングモータの目標位置と現在位置との偏差eが算出され
る。算出された偏差eに基づき、STEP230におい
て速度カウンタEと比較される。即ち、F(e)>Eを
判別している。尚、この判別式F(e)>Eは、図3及
び図4の■の切換条件と実質的に同じである。
【0035】ここで、YESの場合、STEP240に
移行する。即ち、現在のステツピングモータの作動状態
は、図3のAの開方向加速・定速領域にあると判断され
る。従つて、STEP240において、次回の速度カウ
ンタEは、現在の速度カウンタEに1を加算した速度カ
ウンタとなる。このため、ステピングモータは図2の最
適加減速曲線に従つて加速される。次に、STEP25
0において、速度カウンタEと最大値Emax とが比
較される。E>Emax の場合、STEP260に移
行する。 このSTEP260では、速度カウンタEは最大値Em
ax に等しくなり、ステツピングモータのリミツタが
働く。そして、STEP160において、CPU内蔵タ
イマの現時間とテーブルより次回の割込みタイマが設定
される。この場合、テーブルは速度カウンタEより求め
られる時間であり、1パルスで駆動されるステツピング
モータの角度又は位置を速度カウンタEで徐することに
よつて求まる。次に、STEP170に移行され、割込
みタイマが起動される。尚、STEP250において、
NOの場合、STEP170に直接移行する。
移行する。即ち、現在のステツピングモータの作動状態
は、図3のAの開方向加速・定速領域にあると判断され
る。従つて、STEP240において、次回の速度カウ
ンタEは、現在の速度カウンタEに1を加算した速度カ
ウンタとなる。このため、ステピングモータは図2の最
適加減速曲線に従つて加速される。次に、STEP25
0において、速度カウンタEと最大値Emax とが比
較される。E>Emax の場合、STEP260に移
行する。 このSTEP260では、速度カウンタEは最大値Em
ax に等しくなり、ステツピングモータのリミツタが
働く。そして、STEP160において、CPU内蔵タ
イマの現時間とテーブルより次回の割込みタイマが設定
される。この場合、テーブルは速度カウンタEより求め
られる時間であり、1パルスで駆動されるステツピング
モータの角度又は位置を速度カウンタEで徐することに
よつて求まる。次に、STEP170に移行され、割込
みタイマが起動される。尚、STEP250において、
NOの場合、STEP170に直接移行する。
【0036】また、STEP230において、NOの場
合、STEP400に移行する。即ち、モードが切り換
わり、開方向減速モードが実行される。この場合、次の
STEP450において、速度カウンタEは、現在の速
度カウンタEから1を引いた速度となり、減速されるこ
ととなる。STEP450の実行後、STEP160に
移行して次回の割込みタイマが算出される。そして、S
TEP170において、割込みタイマが起動する。以上
、上述のSTEPが繰り返される。
合、STEP400に移行する。即ち、モードが切り換
わり、開方向減速モードが実行される。この場合、次の
STEP450において、速度カウンタEは、現在の速
度カウンタEから1を引いた速度となり、減速されるこ
ととなる。STEP450の実行後、STEP160に
移行して次回の割込みタイマが算出される。そして、S
TEP170において、割込みタイマが起動する。以上
、上述のSTEPが繰り返される。
【0037】図8は、開方向減速モードのフローチヤー
トである。STEP400〜430は図7の開方向加速
・定速モードのSTEP200〜230と対応している
。STEP430の判別式F(e)>Eは、図3及び図
4の■の切換条件と実質的に同じである。YESの場合
、STEP200に移行して、図7の開方向加速・定速
モードが実行される。NOの場合、STEP440に移
行する。このSTEP440において、NOの場合、S
TEP450に移行する。即ち、現在のステツピングモ
ータの作動状態は、図3のBの開方向減速領域にあると
判断される。従つて、次のSTEP450において、次
回の速度カウンタEは、現在の速度カウンタEから1を
引いた速度カウンタとなる。このため、ステピングモー
タは図2の最適加減速曲線に従つて減速される。その後
、STEP160及び170に移行して、速度カウンタ
Eより次回の割込みタイマが算出され、割込みタイマが
起動する。
トである。STEP400〜430は図7の開方向加速
・定速モードのSTEP200〜230と対応している
。STEP430の判別式F(e)>Eは、図3及び図
4の■の切換条件と実質的に同じである。YESの場合
、STEP200に移行して、図7の開方向加速・定速
モードが実行される。NOの場合、STEP440に移
行する。このSTEP440において、NOの場合、S
TEP450に移行する。即ち、現在のステツピングモ
ータの作動状態は、図3のBの開方向減速領域にあると
判断される。従つて、次のSTEP450において、次
回の速度カウンタEは、現在の速度カウンタEから1を
引いた速度カウンタとなる。このため、ステピングモー
タは図2の最適加減速曲線に従つて減速される。その後
、STEP160及び170に移行して、速度カウンタ
Eより次回の割込みタイマが算出され、割込みタイマが
起動する。
【0038】また、STEP440において、YESの
場合、STEP460に移行する。
場合、STEP460に移行する。
【0039】STEP440の判別式E=0及びSTE
P480の判別式e=0は、図3及び図4の■の切換条
件と実質的に同じである。STEP460において、N
Oの場合、STEP300の閉方向加速・定速モードの
フローチヤートが実行される。
P480の判別式e=0は、図3及び図4の■の切換条
件と実質的に同じである。STEP460において、N
Oの場合、STEP300の閉方向加速・定速モードの
フローチヤートが実行される。
【0040】又、STEP460において、YESの場
合、図5に示されるように、STEP100〜150の
微調整モードに移行する。以上、上述のSTEPが繰り
返される。
合、図5に示されるように、STEP100〜150の
微調整モードに移行する。以上、上述のSTEPが繰り
返される。
【0041】図9は、図8のSTEP300の閉方向加
速・定速モードのフローチヤートである。STEP31
0において、ステツピングモータは閉方向に1ステツプ
駆動される。次に、STEP320において、ステツピ
ングモータの目標位置と現在位置との偏差eが算出され
る。算出された偏差eに基づき、STEP330におい
て速度カウンタEと比較される。即ち、F(e)>Eを
判別している。尚、この判別式F(e)>Eは、図3及
び図4の■の切換条件と実質的に同じである。
速・定速モードのフローチヤートである。STEP31
0において、ステツピングモータは閉方向に1ステツプ
駆動される。次に、STEP320において、ステツピ
ングモータの目標位置と現在位置との偏差eが算出され
る。算出された偏差eに基づき、STEP330におい
て速度カウンタEと比較される。即ち、F(e)>Eを
判別している。尚、この判別式F(e)>Eは、図3及
び図4の■の切換条件と実質的に同じである。
【0042】ここで、YESの場合、STEP340に
移行する。即ち、現在のステツピングモータの作動状態
は、図3のCの閉方向加速・定速領域にあると判断され
る。従つて、STEP340において、次回の速度カウ
ンタEは、現在の速度カウンタEに1を加算した速度カ
ウンタとなる。このため、ステピングモータは図2の最
適加減速曲線に従つて閉方向に加速される。次に、ST
EP350において、速度カウンタEと閉方向側の最大
値Emax とが比較される。E>Emax の場合、
STEP360に移行する。このSTEP360では、
速度カウンタEは最大値Emax に等しくなり、ステ
ツピングモータのリミツタが働く。そして、STEP1
60において、CPU内蔵タイマの現時間とテーブルよ
り次回の割込みタイマが設定される。この場合、テーブ
ルは速度カウンタEより求められる時間であり、1パル
スで駆動されるステツピングモータの角度又は位置を速
度カウンタEで徐することによつて求まる。次に、ST
EP170に移行され、割込みタイマが起動される。尚
、STEP350において、NOの場合、STEP17
0に直接移行する。
移行する。即ち、現在のステツピングモータの作動状態
は、図3のCの閉方向加速・定速領域にあると判断され
る。従つて、STEP340において、次回の速度カウ
ンタEは、現在の速度カウンタEに1を加算した速度カ
ウンタとなる。このため、ステピングモータは図2の最
適加減速曲線に従つて閉方向に加速される。次に、ST
EP350において、速度カウンタEと閉方向側の最大
値Emax とが比較される。E>Emax の場合、
STEP360に移行する。このSTEP360では、
速度カウンタEは最大値Emax に等しくなり、ステ
ツピングモータのリミツタが働く。そして、STEP1
60において、CPU内蔵タイマの現時間とテーブルよ
り次回の割込みタイマが設定される。この場合、テーブ
ルは速度カウンタEより求められる時間であり、1パル
スで駆動されるステツピングモータの角度又は位置を速
度カウンタEで徐することによつて求まる。次に、ST
EP170に移行され、割込みタイマが起動される。尚
、STEP350において、NOの場合、STEP17
0に直接移行する。
【0043】また、STEP330において、NOの場
合、STEP500に移行する。即ち、モードが切り換
わり、閉方向減速モードが実行される。この場合、次の
STEP550において、速度カウンタEは、現在の速
度カウンタEから1を引いた速度となり、減速されるこ
ととなる。STEP550の実行後、STEP160に
移行して次回の割込みタイマが算出される。そして、S
TEP170において、割込みタイマが起動する。以上
、上述のSTEPが繰り返される。
合、STEP500に移行する。即ち、モードが切り換
わり、閉方向減速モードが実行される。この場合、次の
STEP550において、速度カウンタEは、現在の速
度カウンタEから1を引いた速度となり、減速されるこ
ととなる。STEP550の実行後、STEP160に
移行して次回の割込みタイマが算出される。そして、S
TEP170において、割込みタイマが起動する。以上
、上述のSTEPが繰り返される。
【0044】図10は、開方向減速モードのフローチヤ
ートである。STEP500〜530は図7の閉方向加
速・定速モードのSTEP400〜430と対応してい
る。
ートである。STEP500〜530は図7の閉方向加
速・定速モードのSTEP400〜430と対応してい
る。
【0045】STEP530の判別式F(e)>Eは、
図3及び図4の■の切換条件と実質的に同じである。Y
ESの場合、STEP300に移行して、図9の閉方向
加速・定速モードが実行される。NOの場合、STEP
540に移行する。このSTEP540において、NO
の場合、STEP550に移行する。即ち、現在のステ
ツピングモータの作動状態は、図3のDの閉方向減速領
域にあると判断される。
図3及び図4の■の切換条件と実質的に同じである。Y
ESの場合、STEP300に移行して、図9の閉方向
加速・定速モードが実行される。NOの場合、STEP
540に移行する。このSTEP540において、NO
の場合、STEP550に移行する。即ち、現在のステ
ツピングモータの作動状態は、図3のDの閉方向減速領
域にあると判断される。
【0046】従つて、次のSTEP550において、次
回の速度カウンタEは、現在の速度カウンタEから1を
引いた速度カウンタとなる。このため、ステピングモー
タは図2の最適加減速曲線に従つて減速される。その後
、STEP160及び170に移行して、速度カウンタ
Eより次回の割込みタイマが算出され、割込みタイマが
起動する。
回の速度カウンタEは、現在の速度カウンタEから1を
引いた速度カウンタとなる。このため、ステピングモー
タは図2の最適加減速曲線に従つて減速される。その後
、STEP160及び170に移行して、速度カウンタ
Eより次回の割込みタイマが算出され、割込みタイマが
起動する。
【0047】また、STEP540において、YESの
場合、STEP560に移行する。
場合、STEP560に移行する。
【0048】STEP540の判別式E=0及びSTE
P560の判別式e=0は、図3及び図4の■の切換条
件と実質的に同じである。STEP560において、N
Oの場合、STEP200の開方向加速・定速モードの
フローチヤートが実行される。
P560の判別式e=0は、図3及び図4の■の切換条
件と実質的に同じである。STEP560において、N
Oの場合、STEP200の開方向加速・定速モードの
フローチヤートが実行される。
【0049】又、STEP560において、YESの場
合、図5に示されるように、STEP100〜150の
微調整モードに移行する。以上、上述のSTEPが繰り
返される。
合、図5に示されるように、STEP100〜150の
微調整モードに移行する。以上、上述のSTEPが繰り
返される。
【0050】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、目標位置
が常時変化しても、ステツピングモータの作動状態はマ
ツプデータ又は加減速テーブルに基づき、5種類のモー
ドのうちの何れか1つに対応する。そして、各モードの
最適加減速曲線に沿つて追従制御される。従つて、サー
ボであるステツピングモータの作動は、常時最適な加減
速によつて行われ、目標位置までの応答時間を最短にす
ることとができる。
が常時変化しても、ステツピングモータの作動状態はマ
ツプデータ又は加減速テーブルに基づき、5種類のモー
ドのうちの何れか1つに対応する。そして、各モードの
最適加減速曲線に沿つて追従制御される。従つて、サー
ボであるステツピングモータの作動は、常時最適な加減
速によつて行われ、目標位置までの応答時間を最短にす
ることとができる。
【図1】本発明のサーボシステムのシステムブロツク図
である。
である。
【図2】本発明のステツピングモータの作動状態を表す
位相平面図である。
位相平面図である。
【図3】本発明のステツピングモータの作動状態分岐図
である。
である。
【図4】本発明のステツピングモータの作動状態遷移図
である。
である。
【図5】本発明のサーボシステムのフローチヤートであ
る。
る。
【図6】本発明の微調整モードのフローチヤートである
。
。
【図7】本発明の開方向加速・定速モードのフローチヤ
ートである。
ートである。
【図8】本発明の開方向減速モードのフローチヤートで
ある。
ある。
【図9】本発明の閉方向加速・定速モードのフローチヤ
ートである。
ートである。
【図10】本発明の閉方向減速モードのフローチヤート
である。
である。
1 スロツトル弁
2 ステツピングモータ(サーボ)
3 駆動回路
4 アクセルセンサ
5 目標開度演算回路
6 駆動パルス発生器
7 現在開度演算回路
8 偏差演算回路
9 モード切換演算回路
10 現在速度演算回路
11 マツプデータ(加減速テーブル)12 モー
ド
ド
Claims (3)
- 【請求項1】 位置又は角度によつて制御され、かつ
目標値に追従するサーボ、該サーボの動作方向及び加減
速方向に応じて前記サーボの作動状態を設定する工程、
前記サーボの目標値と現在値との偏差を算出する工程、
前記サーボの速度を算出する工程、前記サーボの作動を
前記偏差と前記速度との関係から求まる最適加減速曲線
群の位相平面で表すと共に、前記最適加減速曲線群を加
減速テーブルとして記憶する工程、前記加減速テーブル
に基づき前記サーボの作動状態に対応する複数のモード
を設定し、かつ前記複数のモード間を遷移すると共に、
前記サーボの作動状態から判別された前記モードに対応
して前記サーボを前記最適加減速曲線に沿つて作動する
工程を含むサーボの追従制御方法。 - 【請求項2】 前記請求項1に記載の前記モードは、
前記位相平面の原点に収束する最適加減速曲線と前記速
度との関係から判別され、前記サーボの作動状態を、開
方向かつ加速定速の状態、開方向かつ減速の状態、閉方
向かつ加速定速の状態、閉方向かつ減速の状態、および
停止又は微小動作の状態に分けられる工程を含むサーボ
の追従制御方法。 - 【請求項3】 前記請求項1に記載の前記加減速テー
ブルは、前記サーボの性能によつて最適加減速曲線を決
定する工程を含むサーボの追従制御方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14043391A JPH04365954A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | サーボの追従制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14043391A JPH04365954A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | サーボの追従制御方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04365954A true JPH04365954A (ja) | 1992-12-17 |
Family
ID=15268559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14043391A Pending JPH04365954A (ja) | 1991-06-12 | 1991-06-12 | サーボの追従制御方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04365954A (ja) |
-
1991
- 1991-06-12 JP JP14043391A patent/JPH04365954A/ja active Pending
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