JPH07107766A - サーボゲインパラメータチューニング装置 - Google Patents
サーボゲインパラメータチューニング装置Info
- Publication number
- JPH07107766A JPH07107766A JP5246612A JP24661293A JPH07107766A JP H07107766 A JPH07107766 A JP H07107766A JP 5246612 A JP5246612 A JP 5246612A JP 24661293 A JP24661293 A JP 24661293A JP H07107766 A JPH07107766 A JP H07107766A
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- JP
- Japan
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- parameter
- value
- evaluation function
- evaluation
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- Pending
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- Control Of Electric Motors In General (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 サーボゲインパラメータを自動的に最適値に
チューニングする。 【構成】 サーボモータ８を試験駆動させる手段１と、
特徴データを測定する手段１４と、比較関数値を演算す
る手段１６と、基準パラメータと周辺パラメータでの評
価演算値とを比較する手段１９と、その比較の結果、周
辺パラメータでの値の方が小さければ最も小さい評価関
数値の方向へゲインパラメータを１段階ずつ変更し、基
準パラメータでの評価演算値が周辺パラメータでの値よ
り小さければ、チューニングを完了する手段１３とを備
えたサーボゲインパラメータチューニング装置。
チューニングする。 【構成】 サーボモータ８を試験駆動させる手段１と、
特徴データを測定する手段１４と、比較関数値を演算す
る手段１６と、基準パラメータと周辺パラメータでの評
価演算値とを比較する手段１９と、その比較の結果、周
辺パラメータでの値の方が小さければ最も小さい評価関
数値の方向へゲインパラメータを１段階ずつ変更し、基
準パラメータでの評価演算値が周辺パラメータでの値よ
り小さければ、チューニングを完了する手段１３とを備
えたサーボゲインパラメータチューニング装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、サーボモーターを駆動
源とするＮＣまたは多関節型産業用ロボット等において
サーボゲインパラメータを自動的にチューニングする装
置に関する。
源とするＮＣまたは多関節型産業用ロボット等において
サーボゲインパラメータを自動的にチューニングする装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】サーボモータのフィードバック制御にお
いては、広く比例積分制御が行われており、速応性、安
定性の要求を満たすようにゲインパラメータの適切な設
定が求められる。このゲインパラメータと速度リップル
などの制御特徴量とは、相関性があり、例えば、比例ゲ
インＫｐをある値までは大きくすると速度リップルが小
さくなり、オーバーシュートも小さくなる傾向にある。
また、積分ゲインＫｉもある値までは大きくすると速度
リップルが小さくなり、オーバーシュートは大きくなる
が、整定時間は小さくなる傾向にある。
いては、広く比例積分制御が行われており、速応性、安
定性の要求を満たすようにゲインパラメータの適切な設
定が求められる。このゲインパラメータと速度リップル
などの制御特徴量とは、相関性があり、例えば、比例ゲ
インＫｐをある値までは大きくすると速度リップルが小
さくなり、オーバーシュートも小さくなる傾向にある。
また、積分ゲインＫｉもある値までは大きくすると速度
リップルが小さくなり、オーバーシュートは大きくなる
が、整定時間は小さくなる傾向にある。
【０００３】図５で示すのはサーボモータを駆動源と
し、サーボゲインパラメータを持つフィードバック制御
を用いて位置と速度の制御を行うサーボ制御装置の概略
図である。従来、サーボゲインパラメータをチューニン
グするために、作業者が速度波形のオーバーシュート、
速度リップル、整定時間の各特徴データを観測し、それ
らが小さくなる方向へ試行錯誤しながらパラメータを順
次変更していた。
し、サーボゲインパラメータを持つフィードバック制御
を用いて位置と速度の制御を行うサーボ制御装置の概略
図である。従来、サーボゲインパラメータをチューニン
グするために、作業者が速度波形のオーバーシュート、
速度リップル、整定時間の各特徴データを観測し、それ
らが小さくなる方向へ試行錯誤しながらパラメータを順
次変更していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかるに上記の従来の
サーボ制御装置では、作業者の経験に頼る上に時間がか
かり、またきめ細かなチューニングが困難という問題が
あった。
サーボ制御装置では、作業者の経験に頼る上に時間がか
かり、またきめ細かなチューニングが困難という問題が
あった。
【０００５】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、自動的に、かつ上記特徴データを確実に最適にする
ゲインパラメータにチューニングすることを目的として
いる。
で、自動的に、かつ上記特徴データを確実に最適にする
ゲインパラメータにチューニングすることを目的として
いる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、サーボモータを駆動源とし、サーボゲ
インパラメータを持つフィードバック制御を用いて位置
と速度の制御を行うサーボ制御装置において、負荷につ
ながったサーボモータを試験駆動させる試験駆動手段
と、試験駆動での速度リップル、整定時間、オーバーシ
ュートの各特徴データを測定する特徴データ測定手段
と、その特徴データから評価関数値を演算する評価関数
演算手段と、基準パラメータでの評価関数値と基準パラ
メータを中心とする周辺パラメータでの評価演算値とを
比較する評価関数値比較手段と、その比較の結果、周辺
パラメータでの値の方が小さければ最も小さい評価関数
値の方向へゲインパラメータを１段階ずつ変更し、基準
パラメータでの評価演算値が周辺パラメータでの値より
小さければ、パラメータの更新をを中止し、チューニン
グを完了するゲインパラメータ設定手段とを備えた構成
とするものである。
めに、本発明は、サーボモータを駆動源とし、サーボゲ
インパラメータを持つフィードバック制御を用いて位置
と速度の制御を行うサーボ制御装置において、負荷につ
ながったサーボモータを試験駆動させる試験駆動手段
と、試験駆動での速度リップル、整定時間、オーバーシ
ュートの各特徴データを測定する特徴データ測定手段
と、その特徴データから評価関数値を演算する評価関数
演算手段と、基準パラメータでの評価関数値と基準パラ
メータを中心とする周辺パラメータでの評価演算値とを
比較する評価関数値比較手段と、その比較の結果、周辺
パラメータでの値の方が小さければ最も小さい評価関数
値の方向へゲインパラメータを１段階ずつ変更し、基準
パラメータでの評価演算値が周辺パラメータでの値より
小さければ、パラメータの更新をを中止し、チューニン
グを完了するゲインパラメータ設定手段とを備えた構成
とするものである。
【０００７】
【作用】上記した構成により、速度のオーバーシュー
ト、整定時間、速度リップルの各特徴データを確実に最
適にするゲインパラメータを自動的にチューニングでき
る。
ト、整定時間、速度リップルの各特徴データを確実に最
適にするゲインパラメータを自動的にチューニングでき
る。
【０００８】
【実施例】以下本発明の一実施例について、図１，図
２，図３及び図４（ａ），（ｂ）を参照しながら説明す
る。
２，図３及び図４（ａ），（ｂ）を参照しながら説明す
る。
【０００９】本実施例ではチューニングするゲインパラ
メータを速度比例積分制御における速度比例ゲインＫ
ｐ、速度積分ゲインＫｉの２種類とする。
メータを速度比例積分制御における速度比例ゲインＫ
ｐ、速度積分ゲインＫｉの２種類とする。
【００１０】図１はサーボモータの制御装置のブロック
図を示すもので、１は台形速度パターンを指令する試験
駆動手段、２はゲインパラメータの初期値を設定するゲ
インパラメータ初期基準値設定手段、３はゲインパラメ
ータ初期基準値、４は位置制御回路、５は速度指令値、
６はチューニングを行うゲインパラメータを持つ速度制
御回路、７はサーボモータの駆動回路、８はサーボモー
タ、９は前記サーボモータ８につながる負荷、１０は前
記サーボモータ８の回転速度を検出するエンコーダ、１
１は速度フィードバック信号、１２は設定されるゲイン
パラメータ、１３はゲインパラメータ設定手段、１４は
特徴データ測定手段、１５は測定された特徴データ、１
６は特徴データを評価演算する評価関数演算手段、１７
は評価関数演算値、１８は周辺パラメータでの測定完了
判定手段、１９は評価関数値比較手段を示す。図１の構
成によるサーボゲインパラメータをチューニングするた
めの手順（ステップ）を図２で示す。２１は速度比例ゲ
インＫｐ、速度積分ゲインＫｉの基準値設定のステッ
プ、２２は試験駆動実行のステップ、２３は特徴データ
測定のステップ、２４は評価関数値の演算のステップ、
２５は周辺パラメータでの測定完了判定のステップ、２
６は次の周辺パラメータの設定のステップ、２７は周辺
パラメータと基準パラメータでの評価関数値の比較のス
テップ、２８は新しい基準パラメータの設定のステッ
プ、２９は速度比例ゲインＫｐ、速度積分ゲインＫｉの
最終パラメータ設定のステップ、３０は終了のステップ
を示す。
図を示すもので、１は台形速度パターンを指令する試験
駆動手段、２はゲインパラメータの初期値を設定するゲ
インパラメータ初期基準値設定手段、３はゲインパラメ
ータ初期基準値、４は位置制御回路、５は速度指令値、
６はチューニングを行うゲインパラメータを持つ速度制
御回路、７はサーボモータの駆動回路、８はサーボモー
タ、９は前記サーボモータ８につながる負荷、１０は前
記サーボモータ８の回転速度を検出するエンコーダ、１
１は速度フィードバック信号、１２は設定されるゲイン
パラメータ、１３はゲインパラメータ設定手段、１４は
特徴データ測定手段、１５は測定された特徴データ、１
６は特徴データを評価演算する評価関数演算手段、１７
は評価関数演算値、１８は周辺パラメータでの測定完了
判定手段、１９は評価関数値比較手段を示す。図１の構
成によるサーボゲインパラメータをチューニングするた
めの手順（ステップ）を図２で示す。２１は速度比例ゲ
インＫｐ、速度積分ゲインＫｉの基準値設定のステッ
プ、２２は試験駆動実行のステップ、２３は特徴データ
測定のステップ、２４は評価関数値の演算のステップ、
２５は周辺パラメータでの測定完了判定のステップ、２
６は次の周辺パラメータの設定のステップ、２７は周辺
パラメータと基準パラメータでの評価関数値の比較のス
テップ、２８は新しい基準パラメータの設定のステッ
プ、２９は速度比例ゲインＫｐ、速度積分ゲインＫｉの
最終パラメータ設定のステップ、３０は終了のステップ
を示す。
【００１１】次に図１のブロック図と図２の手順流れ図
を用いて動作を説明する。まず図１のゲインパラメータ
初期基準値設定手段２で速度比例ゲインＫｐと速度積分
ゲインＫｉを決定し、速度制御回路６に設定する。この
時のゲインパラメータは、試験駆動に追随可能な任意の
パラメータ値を設定する。次に、試験駆動手段１より試
験駆動として図４（ａ）のような台形速度パターンを持
つ速度指令信号５を位置制御回路４を通して速度制御回
路６に与える。さらに駆動回路７により負荷９につなが
ったサーボモータ８を駆動させる。この時サーボモータ
８のエンコーダ１０より得られる速度フィードバック信
号１１を特徴データ測定手段１４でモニタする。この特
徴データ測定手段１４ではモニタした図４（ｂ）のよう
な速度応答信号からオーバーシュート（ＯＳ）、整定時
間（ＳＴ）、速度リップル（ＲＩ）の各特徴データを測
定する。図４（ｂ）においてＶは指令速度、ΔＶは速度
の行き過ぎ量、ＲＩは定状状態での速度リップル量、Ｓ
Ｔは駆動開始から停止時の速度が一定値以下までに収束
するまでの時間を示す。さらに評価関数演算手段１６で
は特徴データ測定手段１４で測定した各特徴データとそ
れぞれ重み付けした（数１）の評価関数の演算を行う。
を用いて動作を説明する。まず図１のゲインパラメータ
初期基準値設定手段２で速度比例ゲインＫｐと速度積分
ゲインＫｉを決定し、速度制御回路６に設定する。この
時のゲインパラメータは、試験駆動に追随可能な任意の
パラメータ値を設定する。次に、試験駆動手段１より試
験駆動として図４（ａ）のような台形速度パターンを持
つ速度指令信号５を位置制御回路４を通して速度制御回
路６に与える。さらに駆動回路７により負荷９につなが
ったサーボモータ８を駆動させる。この時サーボモータ
８のエンコーダ１０より得られる速度フィードバック信
号１１を特徴データ測定手段１４でモニタする。この特
徴データ測定手段１４ではモニタした図４（ｂ）のよう
な速度応答信号からオーバーシュート（ＯＳ）、整定時
間（ＳＴ）、速度リップル（ＲＩ）の各特徴データを測
定する。図４（ｂ）においてＶは指令速度、ΔＶは速度
の行き過ぎ量、ＲＩは定状状態での速度リップル量、Ｓ
Ｔは駆動開始から停止時の速度が一定値以下までに収束
するまでの時間を示す。さらに評価関数演算手段１６で
は特徴データ測定手段１４で測定した各特徴データとそ
れぞれ重み付けした（数１）の評価関数の演算を行う。
【００１２】 Ｅ＝ａ・ＯＳ＋ｂ・ＳＴ＋ｃ・ＲＩ （ａ，ｂ，ｃは正の定数） ……（数１） ａ，ｂ，ｃの各値は経験的な知識を元に、評価値として
適切な値を予め決定しておく。なおＯＳは（数２）で演
算を行う。
適切な値を予め決定しておく。なおＯＳは（数２）で演
算を行う。
【００１３】 ＯＳ＝ΔＶ／Ｖ ……（数２） さらに測定完了判定手段１８で図３に示すような周辺パ
ラメータでの測定が完了したかどうかの判定を行う。も
し完了していなければ次の周辺パラメータを設定するよ
うにゲインパラメータ設定手段１３へ指示し、ゲインパ
ラメータ設定手段１３から速度制御回路６で新パラメー
タを設定し、繰り返し作業を行わせる。
ラメータでの測定が完了したかどうかの判定を行う。も
し完了していなければ次の周辺パラメータを設定するよ
うにゲインパラメータ設定手段１３へ指示し、ゲインパ
ラメータ設定手段１３から速度制御回路６で新パラメー
タを設定し、繰り返し作業を行わせる。
【００１４】もし完了していれば、全ての周辺パラメー
タでの評価関数値と基準パラメータでの値とを比較す
る。もし周辺パラメータでの値の方が小さければ、その
最小値を持つパラメータを次の基準パラメータとするよ
うにゲインパラメータ設定手段１３へ指示し、ゲインパ
ラメータ設定手段１３から速度制御回路６で新パラメー
タを設定し、繰り返し作業を行わせる。もし全ての周辺
パラメータでの値より基準パラメータでの値が小さけれ
ば基準パラメータを最終のサーボゲインパラメータとし
てチューニングを終了する。
タでの評価関数値と基準パラメータでの値とを比較す
る。もし周辺パラメータでの値の方が小さければ、その
最小値を持つパラメータを次の基準パラメータとするよ
うにゲインパラメータ設定手段１３へ指示し、ゲインパ
ラメータ設定手段１３から速度制御回路６で新パラメー
タを設定し、繰り返し作業を行わせる。もし全ての周辺
パラメータでの値より基準パラメータでの値が小さけれ
ば基準パラメータを最終のサーボゲインパラメータとし
てチューニングを終了する。
【００１５】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、制御性
能を示す特徴量を最適にするサーボゲインパラメータを
自動的にチューニングできる。また任意のパラメータで
チューニングを開始でき、最適点へ向かってパラメータ
を更新していくのでパラメータを取り得る範囲全体を試
験駆動する必要がないので高速できめ細かなチューニン
グができる優れた効果を奏するものである。
能を示す特徴量を最適にするサーボゲインパラメータを
自動的にチューニングできる。また任意のパラメータで
チューニングを開始でき、最適点へ向かってパラメータ
を更新していくのでパラメータを取り得る範囲全体を試
験駆動する必要がないので高速できめ細かなチューニン
グができる優れた効果を奏するものである。
【図１】本発明の一実施例を示すサーボゲインパラメー
タチューニング装置のブロック図
タチューニング装置のブロック図
【図２】サーボゲインパラメータをチューニングするた
めの手順流れ図
めの手順流れ図
【図３】基準パラメータの座標とその周辺のパラメータ
との関係を示す図
との関係を示す図
【図４】（ａ）試験駆動の速度指令信号を示す図 （ｂ）試験駆動の速度応答信号を示す図
【図５】従来のサーボゲインパラメータチューニング装
置の概略図
置の概略図
１ 試験駆動手段 ６ ゲインパラメータを持つ速度制御回路 ８ サーボモータ １３ ゲインパラメータ設定手段 １４ 特徴データ測定手段 １６ 評価関数演算手段 １９ 評価関数値比較手段
Claims (1)
- 【請求項１】 サーボモータを駆動源とし、サーボゲイ
ンパラメータを持つフィードバック制御を用いて位置と
速度の制御を行うサーボゲインパラメータチューニング
装置において、負荷につながったサーボモータを試験駆
動させる試験駆動手段と、試験駆動での速度リップル、
整定時間、オーバーシュートの各特徴データを測定する
特徴データ測定手段と、その特徴データから評価関数を
演算する評価関数演算手段と、基準パラメータでの評価
関数値と基準パラメータを中心とする周辺パラメータで
の評価演算値とを比較する評価関数比較手段と、その比
較の結果、周辺パラメータでの値の方が小さければ最も
小さい評価関数値の方向へゲインパラメータを１段階ず
つ変更し、基準パラメータでの評価演算値が周辺パラメ
ータでの値より小さければ、パラメータの更新を中止
し、チューニングを完了するゲインパラメータ設定手段
とを備えたことを特徴とするサーボゲインパラメータチ
ューニング装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246612A JPH07107766A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | サーボゲインパラメータチューニング装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5246612A JPH07107766A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | サーボゲインパラメータチューニング装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07107766A true JPH07107766A (ja) | 1995-04-21 |
Family
ID=17150999
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5246612A Pending JPH07107766A (ja) | 1993-10-01 | 1993-10-01 | サーボゲインパラメータチューニング装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07107766A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007034781A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 位置決め制御装置の制御パラメータ調整方法 |
| WO2008023226A3 (en) * | 2006-08-21 | 2008-06-12 | Illinois Tool Works | Adaptive control of materials testing machine with tuning of initial control parameters |
| JP2009124803A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | サーボゲイン調整装置およびサーボゲイン調整方法 |
| JP2015171312A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | 株式会社デンソー | 電圧変換装置 |
| JP2018078747A (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 中村留精密工業株式会社 | 工作機械におけるサーボモータ制御装置のパラメータ調整システム |
| WO2023203933A1 (ja) * | 2022-04-21 | 2023-10-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 情報処理方法、情報最適化方法、情報処理装置、及びプログラム |
-
1993
- 1993-10-01 JP JP5246612A patent/JPH07107766A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007034781A (ja) * | 2005-07-28 | 2007-02-08 | Fuji Electric Fa Components & Systems Co Ltd | 位置決め制御装置の制御パラメータ調整方法 |
| JP4587074B2 (ja) * | 2005-07-28 | 2010-11-24 | 富士電機システムズ株式会社 | 位置決め制御装置の制御パラメータ調整方法 |
| WO2008023226A3 (en) * | 2006-08-21 | 2008-06-12 | Illinois Tool Works | Adaptive control of materials testing machine with tuning of initial control parameters |
| US8151650B2 (en) | 2006-08-21 | 2012-04-10 | Illinois Tool Works Inc. | Tuning of materials testing machine |
| JP2009124803A (ja) * | 2007-11-12 | 2009-06-04 | Mitsubishi Electric Corp | サーボゲイン調整装置およびサーボゲイン調整方法 |
| JP2015171312A (ja) * | 2014-03-11 | 2015-09-28 | 株式会社デンソー | 電圧変換装置 |
| JP2018078747A (ja) * | 2016-11-10 | 2018-05-17 | 中村留精密工業株式会社 | 工作機械におけるサーボモータ制御装置のパラメータ調整システム |
| WO2023203933A1 (ja) * | 2022-04-21 | 2023-10-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 情報処理方法、情報最適化方法、情報処理装置、及びプログラム |
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